Механизм прорубания материала петельного полуавтомата с МПУ

расчет доводки.doc

Начало включения электромагнита механизма прорубания φвкл=180°.
Начало выключения электромагнита механизма прорубания φвыкл=70°.
φр=360°-180°+70°=250°
Построим график tср(дов) в пересечении с tср=031с получим значение необходимой угловой скорости дов=13926с-1 частота вращения в таком случае составит nдов= 30дов=30×13926314=133обмин.

часть 2 (кинематика мех ножа).doc

2. Проектная часть.
1. Описание кинематической схемы полуавтомата.
Кинематическая схема полуавтомата приведена на рис. 2.1.
Игловодитель 9 получает вертикальное возвратно-поступательное движение от главного вала 3 через кривошип 4 шатун 5 ползун 6 палец 7.
Для получения зигзагообразной строчки при обметке кромок рамка 8 ипловодителя 9 получает качательное движение от шагового электродвигателя ШД-1 через кривошип 13 шатун 12 коромысло 11 ось 10.
Прижимная рамка 18 сообщает материалу движение в двух направлениях: по осям х и у. Движение по оси х сообщается прижимной рамке 18 от шагового электродвигателя ШД-2 через кривошип 31 шатун 30 коромысло 29 вал 24 коромысло 28 шатун 20 шатун 21 кронштейн 19.
Поступательное движение по оси у прижимная рамка 18 получает совместно со звеньями 19 20 21 28. При этом вал 24 не препятствует движению коромысла 28. Указанное движение сообщается системе звеньев от шагового электродвигателя ШДЗ через шестерне 27 зубчатую рейку 26 кронштейн 25 коромысло 22. Прижимное усилие сообщается прижимной рамке пружиной 52 через коромысла 32 33 вал 23 коромысло 22 шатун 21 шатун 20 кронштейн 19.
Подъем прижимной рамки 18 осуществляется от электромагнита ЭМ1 через двуплечее коромысло 39 тягу 38 коромысло 37 вал 36 коромысло 35 тягу 34 коромысло 33 вал 23 коромысло 22 шатуны 21 и 20 кронштейн 19.
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 ось 45 ползун 44.
Возвратное движение вверх ножа 43 (после выключения ЭМ2) производится пружиной 53.
Согласование работы шаговых электродвигателей ШД1 ШД2 и ШДЗ в соответствии с рисунком петли осуществляется блоком микропроцессорного управления.
2.Описание конструкции механизма ножа.
Прорубание петли ножом происходит после обметывания кромок выполнения закрепок и автоматической обрезки ниток. Кинематическая схема механизма ножа представлена на рис. 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.
Рисунок 2.2. Кинематическая схема ножа.
Для выявления и устранения причин нестабильности прорубания были проведены следующие исследования:
- исследование жесткости кинематической цепи механизма прорубки;
- выполнен обзор литературы и патентов по механизмам ножа петельных полуавтоматов;
- предложена новая конструкция механизма ножа с электромагнитным приводом.
Нестабильная работа механизма ножа обуславливается не жесткой системой поэтому необходимо сделать механизм ножа более простым. Заменим систему рычагов 4 5 7 на двухплечее коромысло тем самым сделаем систему более жесткой. Кинематическая система нового механизма представлена на рис. 2.3.
Рисунок 2.3. Кинематическая схема нового механизма ножа.
3.Основные технические характеристики полуавтомата.
Полуавтомат петельный должен соответствовать требованиям настоящих ТУ и комплекту конструкторской документации САРБ.802563.002.
1 Основные параметры размеры и характеристики
1.1 Габаритные размеры полуавтомата должны быть не более:
1.2полуавтомата должна быть не более 150 кг.
1.3. Максимальное число оборотов главного вала
головки 1мин - 4000.
1.4 Длина петли по ножу от 8 до 32 мм.
1.5 Ширина петли от 26 до 6 мм.
1.6 Ширина обмётки кромки петли от 12 до 3 мм.
1.7 Длина закрепки по концам прямой петли от 14 до 2 мм.
1.8 Шаг обмётки от 05 до 1 мм.
1.9 Максимальная толщина обрабатываемой ткани мм - 3.
1.10 Электрическая мощность полуавтомата - 08 кВт.
2. Внешний вид полуавтомата должен соответствовать следующим требованиям:
2.1 Надписи на органах управления и индикации должны быть четкими и соответствовать их функциональному назначению
2.2 Наружные поверхности деталей кожухов и панелей не должны иметь короблений вмятин прогибов царапин и прочих дефектов.
2.3 Лакокрасочные покрытия наружных поверхностей полуавтомата должны быть не ниже Ш класса по ГОСТ 9.032.
3 Полуавтомат должен обеспечивать возможность сменной работы с учетом проведения технического обслуживания.
4 Электрическая мощность потребляемая полуавтоматом должна быть не более кВт - 08.
5 Полуавтомат должен сохранять работоспособность при отклонениях напряжения питающей сети ±10% от номинального значения.
6 Полуавтомат упакованный в соответствии с требованиями настоящих ТУ после транспортирования в климатических условиях установленных в разделе 6 не должен иметь повреждений и нарушений работоспособности а параметры указанные в п.п.2.1.3-2.1.8 должны сохраняться в пределах норм установленных в этих пунктах.
7 Полуавтомат упакованный в соответствии с требованиями настоящих ТУ после транспортирования в условиях воздействия механических факторов установленных в разделе 6 не должен иметь повреждений и нарушений работоспособности а параметры указанные в п.п.2.1.3-2.1.8 должны сохраняться в пределах норм установленных в этих пунктах.
8 Уровни индустриальных радиопомех создаваемых при работе полуавтомата не должны превышать значении установленных в нормах 8-72 допускаемых индустриальных радиопомех.
9 Сведения о содержании драгоценных и цветных металлов и сплавов должны быть приведены в паспорте на полуавтомат САРБ802563.002ПС.
Л 0.1 Показатели надежности полуавтомата должны соответствовать значениям:
а) средняя наработка на отказ То должна быть не менее 50 ч.
б) установленная безотказная наработка Ту должна быть не менее 35ч.
в) среднее время восстановления работоспособного состояния Тв должно быть не более 062 ч;
г) средний срок службы Тсл должен быть не менее 10 лет. Примечание. Критерии отказа считать нарушение функционирования полуавтомата требующее ремонта или замены деталей.
10.2 Количество обрывов игольной нитки не более одного на 75 изготовленных петель при выполнении прямой петли гладьевого переплетения шириной 35-01 мм длиной (по ножу) 14 мм и количеством стежков в петле 121.
10.3 На 100 циклов работы полуавтомата допускается не более одного из следующих сбоев: необрезка ниток выдёргивание ниток из ушка иглы.
11 Комплектность и маркировка.
11.1 В комплект поставки должны входить следующие изделия и эксплуатационные документы перечисленные в табл.1.
Петельный полуавтомат с микропроцессорным управлением
Комплект ЗИП согласно
12.1 Маркировка полуавтомата должна содержать:
- наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;
- условное обозначение;
- напряжение питания;
- частоту питающего напряжения;
- потребляемую мощность;
- заводской порядковый номер;
- надпись "Сделано в Республике Беларусь".
12.2 Маркировка должна быть нанесена на табличку фирменную САРБ.754312.004 прикрепляемую в месте указанном в сборочном чертеже САРБ. 802563.002 СБ.
12.3 Маркировка должна быть выполнена фотохимическим способом или гравированием.
13.1Полуавтомат должен быть упакован в соответствии с ГОСТ 23170 с дополнениями приведенными в данном подразделе.
13.2. Полуавтомат должен быть подготовлен к упаковыванию и упакован в соответствии с САРБ.
13.3 Полуавтомат перед упаковыванием должен быть подвергнут консервации в соответствии с требованиями ГОСТ 9.014 по варианту защиты ВЗ-1. Все наружные металлические поверхности не защищенные лакокрасочным покрытием должны быть покрыты маслом консервационным НГ-203 ОСТ 38.01436.
13.4 На транспортную тару должна быть нанесена маркировка содержащая манипуляционные знаки "Хрупкое - Осторожно" "Беречь от влаги" "Штабелировать запрещается" "Верх" и основные дополнительные и информационные знаки и надписи по ГОСТ 14192 в соответствии со сборочным чертежом САРБ.

графики.frw

Диаграмма теоретических упругих
деформаций нового механизма ножа.
Диаграмма теоретических упругих деформаций
существующего механизма ножа.
холостой ход шток = 0
деформация механизма ножа
деформация кинематической цепи= 0
суммарное время включения электромагнита= 0
ход штока электромагнита
Диаграмма времени срабатывания механизма.
Диаграмма хода ножа.
Диаграмма хода штока.

СБОРКА НОЖА.cdw

общий вид.frw

Снять с машины швейной автоматизированной ряда 31
головку поз. 9 и блок электромагнитов поз.13 (рис. 1 паспорта
на машину швейную автоматизированную ряда 31).
Снять с головки детали поз. 9
(рис.2 паспорта на машину швейную
автоматизированную ряда 31)
(рис.3 паспорта на машину швейную автоматизированную
ряда 31) и доработать головку согласно документации на
головку швейную петельного полуавтомата САРБ 802539.002.
С блока электромагнитов снять электромагниты
кронштейн согласно чертежу САРБ 741535.002
руководствуясь данным чертежом.
Петельный полуавтомат
Защелка поз.1 не показана
Винты поз. 21 не показаны

расчет доводки.docx

Начало включения электромагнита механизма прорубания φвкл=180°.
Начало выключения электромагнита механизма прорубания φвыкл=70°.
φр=360°-180°+70°=250°
Построим график tср(дов) в пересечении с tср=031с получим значение необходимой угловой скорости дов=13926с-1 частота вращения в таком случае составит nдов= 30дов=30×13926314=133обмин.

5 раздел.doc

5 Технико-экономический расчёт
В результате проведенных исследований были обнаружены и устранены негативные факторы отрицательно влиявшие на работу петельного полуавтомата с МПУ. Были произведены соответствующие настройки и регулировки проведены испытания машины на надежность. Полученные результаты показали что полуавтомат находится в работоспособном состоянии.
Данный полуавтомат не только может использоваться на швейных предприятиях нашей республики но также может выступать машиной способной заменить дорогостоящие импортные аналоги. Для принятия решения о его использовании необходимо определить величину экономического эффекта .
В данном технико-экономическом расчете экономический эффект определяется исходя из стоимости аналогичных машин отечественного и зарубежного производства. Если цена импортного оборудования нам известна то стоимость отечественной модернизированной и неоднократно испытанной по многим показателям машины необходимо рассчитать.
При производстве продукции особое внимание уделяется формированию отпускных цен т.к. они непосредственно влияют на финансовые результаты хозяйственной деятельности объемы реализации продукции укрепление позиций на рынке. Устанавливая уровень цены субъект хозяйствования учитывает конъюнктуру рынка (спрос со стороны покупателей и наличие предложения со стороны конкурентов) законодательство в области ценообразования и налогообложения а также затраты на производство и реализацию продукции т.е. процесс ценообразования базируется на определенных расчетах.
Цены формируются на основе плановой себестоимости с учетом всех видов налогов и неналоговых платежей предусмотренных законодательством и прибыли необходимой для воспроизводства.
Порядок включения затрат в себестоимость продукции определен Основными положениями по составу затрат включаемых в себестоимость продукции (работ услуг). Применяем следующие статьи затрат:
- сырье и материалы;
- возвратные отходы;
- покупные комплектующие изделия;
- услуги производственного характера;
- основная заработная плата производственных рабочих;
- налоги и отчисления исчисляемые от заработной платы производственных рабочих;
- общехозяйственные расходы;
- внепроизводственные (коммерческие) расходы.
Затраты на сырье и материалы планируются на основе технически обоснованных норм расхода материальных ресурсов на единицу продукции и цен на указанные ресурсы. Нормы расхода на производство единицы продукции учитывают полезный расход сырья и материалов а также отходы и потери обусловленные технологией производства. Нормы расхода сырья и материалов устанавливаются расчетным путем по чертежам технологическим картам и на основе наблюдения в процессе потребления в производственных цехах.
К статье «Покупные комплектующие изделия» относятся затраты на приобретение покупных комплектующих изделий используемых на комплектование продукции предприятия. Они включаются в себестоимость отдельных изделий в том же порядке что и сырье и материалы.
По статье «Основная заработная плата производственных рабочих» отражаются тарифный фонд (оплата по сдельным расценкам для сдельщиков) компенсирующие и стимулирующие выплаты в пределах отнесения на себестоимость. Выплаты по системам премирования за производственные результаты относятся на себестоимость продукции в пределах до 30 % тарифного фонда заработной платы. Здесь же учитываются выплаты компенсирующего характера (доплаты за работу в ночное время и т.д.). Суммы доплат и надбавок планируются косвенным путем — в процентах к прямой заработной плате.
По статье «Налоги и отчисления исчисляемые от заработной платы производственных рабочих» отражаются отчисления в Фонд социальной защиты населения по ставке 35 % и единый налог по ставке 5 % от суммы заработной платы (как основной так и дополнительной) а также взносы по страхованию от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний по тарифу устанавливаемому в зависимости от вида деятельности.
Затраты по комплексным статьям «Общехозяйственные расходы» и «Общепроизводственные расходы» берутся по данным НП ОКБМ которое изготавливает данный полуавтомат.
Следующим элементом при формировании цены выступает прибыль. Прибыль включаемая в отпускные цены обеспечивает:
уплату налога на недвижимость на прибыль местных налогов и сборов; пополнение оборотных средств; обновление и модернизацию производства; развитие социальной инфраструктуры предприятия.
Налоги и неналоговые платежи включаемые в отпускные цены и уплачиваемые из выручки:
акцизы (для подакцизных товаров); сбор на формирование местных целевых бюджетных жилищно-инвестиционных фондов и сбор на финансирование расходов связанных с содержанием и ремонтом жилищного фонда производятся единым платежом в размере 115 %; сбор в республиканский фонд поддержки производителей сельскохозяйственной продукции продовольствия и аграрной науки налог с пользователей автомобильных дорог в дорожные фонды производятся единым платежом в размере 3 %; налог на добавленную стоимость.
Сведения расхода сырья и материалов на изготовление изделия (координатного устройства).
Таблица 5.1 – Спецификация координатного устройства и механизма прорубки петельного полуавтомата с МПУ
Расшифровка материальных затрат к калькуляции для расчета отпускной цены на изделие. [Цены на сырье и материалы по данным НП ОКБМ “Эвистор”]
Таблица 5.2 – Расходы на материалы
Наименование статей затрат
Цена единицы (без НДС) руб
Сырье и материалы (за вычетом возвратных отходов):
Покупные комплектующие изделия:
) Системный блок на базе процессора Аthlon
) Шаговый электро-двигатель ШЭД 200-3
)Электромагнит ЭУ720302УХЛ40
Таблица 5.3 - Основная заработная плата производственных рабочих
Трудоемкость изделия
заработной платы руб.
Итого сдельная зарплата с учетом премии
Премия за производственные результаты(20 %)
Итого сдельная зарплата с учетом премии
Итого основная заработная плата производственных рабочих
Таблица 5.4 - Калькуляция отпускной цены изделия
Покупные комплектующие изделия
Основная заработная плата производственных рабочих
Налоги и отчисления от основной заработной платы производственных рабочих 40%
Отчисления в фонд социальной защиты населения 34%
Взносы по страхованию от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний 05%
Общепроизводственные расходы
Общехозяйственные расходы
Полная себестоимость
Отчисления в местные целевые бюджетные фонды 115 %
Отчисления в республиканские бюджетные фонды 3 %
Налог на добавленную стоимость 18%
Отпускная цена с НДС
Стоимость проектируемого петельного полуавтомата составляет:
где - цена базовой машины 31 ряда составляет 3850 000 рублей;
- цена проектируемого узла перемещения материала в заданных пределах и направлениях составляет 3 564 881 рублей ;
Экономический эффект от внедрения данного механизма составляет:
где Э.Э. -экономический эффект руб.
- цена зарубежного аналога составляет 16500 000 рублей (машина немецкого производства PFAFF модель 3117-13205);
Вывод: в результате внедрения на швейные предприятия нашей страны петельного полуавтомата отечественного производства экономический эффект составит 9085119 руб.
Применение данной машины в швейном производстве является предпочтительным не только из-за её низкой стоимости но также вследствие применения запасных частей и расходных материалов стоимость которых на порядок ниже зарубежных аналогов.

добавить в экономику.docx

Цена зарубежного аналога составляет =16500 тыс. рублей (машина немецкого производства PFAFF модель 3117-13205).
Технические характеристики базового полуавтомата Pfaff и проектируемого одинаковые. Таким образом источник экономического эффекта в том что стоимости полуавтоматов различные. В таком случае годовой экономический эффект будет определяться по формуле
где - разница технологической себестоимости изготовления петли на базовом и на проектируемом полуавтомате
Кн – коэффициент экономической эффективности Кн=015;
Технологическая себестоимость изготовления петли определяется по формуле
где часовая тарифная ставка швеи
Нш – норма штучного времени для изготовления петли
Кдоп – коэффициент учитывающий дополнительную заработную плату (премия переработка норм)
Кс.з. – коэффициент учитывающий отчисления в фонд социальной защиты населения
См-ч – себестоимость машино-часа
Пг - годовой план выполнения операции (петель).
В себестоимость машино-часа (расходы на содержание и эксплуатацию полуавтомата отнесенные к часу его работы) как известно входят: амортизация затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание электроэнергию вспомогательные материалы и т.д. Различными для вариантов будут только значения амортизации полуавтоматов.
Таким образом разница технологической себестоимости изготовления петли будет определяться по формуле
где А – величина амортизации полуавтомата определяется по формуле
где ФД – действительный фонд времени работы полуавтомата час
НА – норма амортизационных отчислений НА=149%
Таким образом формула для определения разницы технологической себестоимости будет выглядеть
Подставляем полученную формулу в формулу для определения годового экономического эффекта и получаем
Определим все составляющие.
Норма штучного времени изготовления петли известна Нш=0005часа.
Годовой план изготовления петель Пг=10 000.
ФД=(ТК-ТВ)acКИ (час) где
ТК – календарное число дней в году ТК=365 (рассматриваем 2009 год);
ТВ – количество выходных и праздничных дней в году ТВ=109;
a – продолжительность работы одной смены а=8 часов;
с – количество смен с=1;
КИ – коэффициент использования оборудования КИ=097;
ФД=(365-109)81097=1987 часов.

Заключение.doc

В результате проведенного дипломного проектирования рассмотрены все поставленные вопросы и задачи.
Во «Введении» проведено обоснование необходимости исследования петельного полуавтомата с МПУ на базе швейной машины 31-го ряда разработанного кафедрой «МАЛП» УО «ВГТУ» совместно с заводом «Эвистор».
В разделе «Обзор литературы» рассмотрены конструкции механизмов прорубания петли петельных полуавтоматов зарубежных и отечественных производителей.
В «Проектной части» дипломного проекта приведено описание кинематической схемы петельного полуавтомата с МПУ описание кинематической схемы механизма прорубки и электрической схемы управления этого механизма.
Раздел «Расчетная часть» посвящен расчетам массовых характеристик звеньев механизма ножа приведенной массы данного механизма и требуемого усилия электромагнита приводящего в действие этот механизм.
В разделе дипломного проекта «Технология машиностроения» разработан технологический процесс изготовления детали входящей в конструкцию петельного полуавтомата с МПУ. Для разработанного технологического процесса проведен размерный анализ выполнены расчеты операционных размеров режимов резания для операций сконструировано установочно-зажимное приспособление.
В «Экономической части» определен экономический эффект от внедрения исследуемого полуавтомата на производство взамен импортной машины.
Раздел «Охрана труда и промышленная экология» связан с рассмотрением вопросов касающихся отдела «Охраны труда и промышленной экологии» предприятия с учетом использования в производстве исследуемого полуавтомата.

Маршрут обраб-ки.doc

Рычаг Д16Т ГОСТ 4784-74
Код наименование опер.
Обозначение документа
Код наименование оборудования
5 Фрезерная. Вертикально-фрезерный станок 6Р12. 081
Фрезеровать плоскость выдержав размеры 8.
0 Фрезерная. Вертикально-фрезерный станок 6Р12. 078
Фрезеровать поверхность выдержав размер 10.
5 Фрезерная. Вертикально-фрезерный станок 6Р12. 078
Фрезеровать поверхности выдержав размер 100.
Фрезеровать поверхности выдержав размер 6 71.
5 Вертикально-сверлильная. Вертикально-сверлильный станок 2Н135. 068
Сверлить отверстие выдержав размеры 3; 25.
0 Сверлильная. Вертикально-сверлильный станок 2Н135. 083
Сверлить отверстия выдержав размеры 75;85; 6.
5 Сверлильная. Вертикально-сверлильный станок 2Н135. 083
Развернуть отверстия выдержав размеры 75;85; 6.

05.doc

Наименование операции
Сплав алюминиевый Д16Т
Оборуд. устройство ЧПУ
Обозначение программы
61 Вертикально - фрезерная
Вертикально – фрезерный 6Р10
Установить деталь в приспособление закрепить
Приспособление - тиски эксцентриковые с одной неподвижной губкой
Фрезеровать выдерживая размер 1
Фреза концевая 12 с пластинами из твердого сплава ВК8 ГОСТ 18372-73; Оправка для концевых фрез 6111-0631 ГОСТ 13785-80;
Микрометр МК 0-25 ГОСТ 6507-90
Открепить снять деталь 12 111 00616 0425 03 1500 57
Уложить деталь в тару

10.doc

Наименование операции
Сплав алюминиевый Д16Т
Оборуд. устройство ЧПУ
Обозначение программы
61 Вертикально - фрезерная
Вертикально – фрезерный 6Р10
Установить деталь в приспособление закрепить
Приспособление - тиски эксцентриковые с двумя губками
Фрезеровать выдерживая размер 2
Фреза концевая 10 с пластинами из твердого сплава ВК8 ГОСТ 18372-73; Оправка для концевых фрез 6111-0631 ГОСТ 13785-80;
Микрометр МК 0-25 ГОСТ 6507-90
Открепить снять деталь 10 111 00463 0425 03 2000 63
Уложить деталь в тару

записка.doc

4 Технология машиностроения
1 Служебное назначение и размерный анализ чертежа детали
В соответствии с требованиями РАЧД необходимо обеспечить наличие одной связи между обрабатываемыми и необрабатываемыми поверхностями. Для этого необходимо оставить размер с наиболее жестким допуском. Каждый размер требует уточнения по рядам предпочтительных размеров.
Оторванные симметричные цилиндрические поверхности связываются соостностью с номинальным размером равным нулю и допуском равным уточнённой сумме допусков на связываемые поверхности.
Эскиз детали приведен на рисунке 4.1. Исправленные графы представлены на рисунках 4.2 – 4.4 соответственно. Исправленные эскизы детали представлены на рисунках 4.5 – 4.7 соответственно.
В целях экономии и упрощения технологии а так же учитывая технологические требования заготовку получим путём её отрезания от листа металла. Данный метод обеспечивает необходимую точность и шероховатость поверхности.
Рисунок 4.1 – Эскиз детали
Рисунок 4.2 – Исправленный граф по оси N
Рисунок 4.3 – Исправленный граф по оси М
Рисунок 4.4 – Исправленный граф по оси К
Рисунок 4.5 – Исправленный эскиз по оси N
Рисунок 4.6 – Исправленный эскиз по оси М
Рисунок 4.6 – Исправленный эскиз по оси К
Деталь изготавливается из материала Д16Т ГОСТ 4784-74. В качестве заготовки применяем пластину с размерами 10х101х12 мм отрезанную пилой от листа металла по 14 квалитету. Последовательность обработки поверхностей заготовки требуемую точность вид обработки укажем в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Маршрут обработки
Технические требования
3 Дифференциация операций
Синтез маршрута обработки – наименее формализованный этап технологического процесса. Это связано с влиянием более 1000и факторов причем только 30% из них связано с процессом формообразования.
Рекомендации по разработке индивидуального маршрута ОП:
Распределение методов формообразования отдельных поверхностей объекта производства между этапами технологического процесса:
- исходя из полученной точности обработки поверхности.
- исходя из необходимых химико-термических операций.
Определение последовательности отдельных переходов внутри каждого этапа:
- в начале этапа назначить обработку ЕКТБ в порядке уменьшения числа начальных связей.
- перед обработкой отверстий следует назначить обработку прочих поверхностей.
- поверхности основного контура объекта производства назначают к обработке ранее других поверхностей.
- при назначение обработки пересекающихся поверхностей следует ориентироваться на последовательность обеспечивающую минимальный увод инструмента.
- чем точнее поверхность детали тем позже следует назначать ее обработку.
- порядок обработки поверхностей должен обеспечивать минимальные затраты вспомогательного времени.
- при высоких требованиях на взаимное расположение поверхностей их обработка должна назначаться с одного установа.
Результаты дифференциации операций заносим в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 – Дифференциация операций
Продолжение таблицы 4.2
Операционным припуском называется слой материала удаляемый при выполнении отдельного перехода (операции). Его наименьшее значение достаточное для компенсации предшествующих погрешностей называется минимальным припуском Zmin. Значения минимальных припусков приведены в таблице 4.3. Размерный анализ технологического процесса необходим для определения межоперационных размеров допусков и припусков.
Размерная схема технологической обработки детали по оси N изображена на рисунке 4.7. Исходный граф размерных связей по оси N изображен на рисунке 4.8. Производный граф по оси N приведен на рисунке 4.9.
Таблица 4.3 – Значения минимальных припусков
Дефектный слой и шероховатость
Минимальный припуск zmin
Рисунок 4.7 – Размерная схема по оси N
Рисунок 4.8 – Исходный граф размерных связей по оси N
Рисунок 4.9 – Производный граф по оси N
Уравнения размерных цепей
Составим уравнения для оси N
Решаем уравнения для оси N:
Фрезерование предварительное ФРЕ_П поверхности Кр1.
Обрабатываемый материал – сплав Д16Т твердость HB 193. Фреза концевая с пластинами из твердого сплава ВК8 ГОСТ 18372-73 диаметром 12 мм и числом зубьев Z=4.
Глубина резания t=0425 мм.
Рассчитываем длину рабочего хода Lр.х. мм:
где Lрез – длина резания равная длине обработки Lрез=105 мм;
y – длина подвода врезания и перебега инструмента у=6 мм;
Lдоп – дополнительная длина хода Lдоп=0.
Следовательно Lр.х.=105+6+0=111 мм.
Ширина фрезерования 12 мм.
Определяем рекомендуемую подачу на зуб фрезы: Sz=03 ммзуб.
Определяем стойкость инструмента по нормативам ТР=60 мин.
Определяем рекомендуемую скорость резания: мммин.
Определяем число оборотов шпинделя:
Действительная частота вращения n=1500 обмин.
Действительная скорость резания:
Определяем минутную подачу по формуле:
где Z – число зубьев фрезы Z = 4.
SМИН=03*4*1500=1800 мммин.
Рассчитываем основное машинное время обработки на комплект:
Сверление СВР_О поверхностей Мр5 Мо5 Мр6 Мо6.
Режущий инструмент – сверло спиральное из быстрорежущей стали с
коническим хвостовиком ГОСТ 10903-77. Диаметр сверла 6 мм.
Определяем глубину резания: t = 05*D = 05*6 = 3 мм.
Lр.х. = Lрез + y + Lдоп
где Lрез – длина резания Lрез=82 мм;
y – длина подвода врезания и перебега инструмента у = 3 мм;
Lдоп – дополнительная длина хода Lдоп = 0;
Lр.х. =82 + 3 + 0 = 112 мм.
Определяем максимально допустимую по прочности сверла подачу:
Определяем стойкость инструмента по нормативам ТР=20 мин.
Определяем скорость резания по формуле:
где К1 – коэффициент зависящий от обрабатываемого материала; К1 = 125;
К2 – коэффициент зависящий от стойкости инструмента; К1 = 125;
К3 – коэффициент зависящий от отношения длины резания к диаметру; К1=1.
Определяем частоту вращения шпинделя:
Действительная частота вращения n = 3500 обмин.
Действительная скорость резания:
Развёртывание предварительное РАЗ_П поверхностей Мр5 Мо5 Мр6 Мо6.
Режущий инструмент – развёртка цельная ГОСТ 1672-80. Диаметр
где Lрез – длина резания Lрез=81 мм;
y – длина подвода врезания и перебега инструмента у = 15 мм;
Lр.х. =81 + 15 + 0 = 96 мм.
Определяем максимально допустимую по прочности развёртки подачу:
Определяем скорость резания: ммин.
Действительная частота вращения n = 800 обмин.
Все данные по расчетам режимов резания для всех операций приведены в таблице 4.4
Таблица 4.4 – Расчет режимов резания
Расчет норм времени для всех операций:
Технические нормы времени (в условиях массового и серийного производств) устанавливаются расчетно-аналитическим методом.
В массовом и серийном производствах определяется норма штучного времени
Тшт.=То+Тв+Тоб.+Тот
где Тп-з — подготовительно-заключительное время мин; То – основное время мин; Тв — вспомогательное время мин. Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы: Тв= Ty.с. + Tз.o. + Tуп. + Tиз.; Ту.с. — время на установку и снятие детали мин; Тз.о. — время на закрепление и открепление детали мин; Туп. – время на приемы управления мин; Тиз. – время на измерение детали мин; Toб. – время на обслуживание рабочего места мин. Время на обслуживание рабочего места Тоб. в массовом производстве и при шлифовании в серийном производстве слагается из времени на организационное обслуживание Торг и времени на техническое обслуживание рабочего места: Тоб= Ттех + Торг; Тот — время перерывов на отдых и личные надобности мин.
Основное время То вычисляется на основании принятых режимов резания по формулам в зависимости от длины рабочего хода подачи частоты вращения заготовки) или по формулам экспресс- оценки основного времени.
Приведенные выше формулы для определения штучного времени можно представить в виде
Тшт = То + Ту.с+ Тз.о + Туп+ Тиз+ Ттех + Торг + Тот
Пусть необходимо рассчитать норму штучного времени для операции 005. Производство среднесерийное; размеры контролируются штангенциркулем с установкой его на размер в процессе измерения.
Приближенное основное время
Определяем состав подготовительно-заключительного времени: установка приспособления с креплением болтами– 14 мин; настройка инструмента– 2 мин; получение инструмента и приспособлений до начала работы и сдачи их после завершения работы – 7мин. Тогда
Тп-з= 14 + 2 + 7 = 23 мин.
Время на установку и снятие детали закрепление ее и открепление
Ту.с + Тз.о = 006+003=009 мин.
Время на приемы управления: включить и выключить станок кнопкой — 001 мин; время смены инструмента – 0035 мин; подвод и отвод инструмента к детали – 004 мин; переместить стол – 004 мин тогда
Туп = 001+0035+004+004=0125 мин.
Время затраченное на измерения детали равно 069 мин.
Вспомогательное время Тв = (009 + 0125 + 069) = =0905 мин.
Оперативное время Топ= 0667+0905= 1572 мин.
Время на обслуживание рабочего места Тоб =18+14=32
Время на отдых составляет 8 % оперативного времени тогда
Штучное время равно: Тшт =0667+0905+32+0126=5598 мин.
Рассчитываем значения норм времени для всех операций результат заносим в операционные карты. Выбор оборудования приведён в таблице 4.5.
Операционные карты приведены в приложении.
Таблица 4.5 – Выбор оборудования
Эскиз рабочей зоны станка
6 Конструирование установочно-зажимного приспособления
Конструкция приспособления предназначенного для вертикально-фрезерной операции 010 приведена на рисунке 4.10.
Рисунок 4.10 – Конструкция приспособления

Спецификация на сборку.doc

Болт М6-6g20 ГОСТ 7808-78
Винт М6-6g20 ГОСТ 1491-80
Гайка М8 ГОСТ 2390-78
Штифт 6 ГОСТ 9649-78
Шайба 8.65Г ГОСТ 6402-70

Литература.doc

Амирханов Д.Р. Исследование процесса вырубания деталей из ткани.- Швейная промышленность 1974 N5.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя.: В 3-х т. Т. 2.- 5-е изд. перераб. и доп.- М.: Машиностроение1978. ил.
Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов.- 4-е изд. перераб. и доп.- М.: Наука 1988.
Расчет и конструирование исполнительных механизмов машин. Учебное пособие Б. С. Сункуев.- Витебск : УО «ВГТУ» 2003.
Буевич Т. В. Разработка и исследование петельного полуавтомата с микропроцессорным управлением. Дисс канд. техн. наук - Витебск: ВГТУ 2000.-2003 с.
Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: Справочник – Л.: Машиностроение Ленинград. отд-ние 1984.
Дусматов Х. С. Разработка и исследование механизмов вышивального полуавтомата с микропроцессорным управлением. Дисс канд. техн. наук - Витебск: ВГТУ 1995.
Раевский Н. П. Электрические датчики параметров машин. 1957г.
Вальщиков Н.М. Зайцев Б.А. Вальщиков Ю.И. Расчет и проектирование машин швейной промышленности. - Л.: Машиностроение 1977.
Научные проблемы разработки швейных полуавтоматов с микропроцессорным управлением Сункуев Б.С. Беликов С.А. Кузнецова Т.В. и др. Тезисы докладов конференции посвященной 60-летию механического факультета СПГУТД.- С.-Пб. СПГУТД 1998.
Организация производства и управление предприятием: методические указания по выполнению курсовой работы. Машков Н.М. УО «ВГТУ» 2006г.
Ермолаев В. А. Охрана труда в легкой промышленности В. А. Ермолаев В. А. Кравец Г. А. Свищев – Москва : 1990. – 344 с.

5 раздел.docx

5 Технико-экономический расчёт
В результате проведенных исследований были обнаружены и устранены негативные факторы отрицательно влиявшие на работу петельного полуавтомата с МПУ. Были произведены соответствующие настройки и регулировки проведены испытания машины на надежность. Полученные результаты показали что полуавтомат находится в работоспособном состоянии.
Данный полуавтомат не только может использоваться на швейных предприятиях нашей республики но также может выступать машиной способной заменить дорогостоящие импортные аналоги. Для принятия решения о его использовании необходимо определить величину экономического эффекта.
В данном технико-экономическом расчете экономический эффект определяется исходя из стоимости аналогичных машин отечественного и зарубежного производства. Если цена импортного оборудования нам известна то стоимость отечественной модернизированной и неоднократно испытанной по многим показателям машины необходимо рассчитать.
При производстве продукции особое внимание уделяется формированию отпускных цен т.к. они непосредственно влияют на финансовые результаты хозяйственной деятельности объемы реализации продукции укрепление позиций на рынке. Устанавливая уровень цены субъект хозяйствования учитывает конъюнктуру рынка (спрос со стороны покупателей и наличие предложения со стороны конкурентов) законодательство в области ценообразования и налогообложения а также затраты на производство и реализацию продукции т.е. процесс ценообразования базируется на определенных расчетах.
Цены формируются на основе плановой себестоимости с учетом всех видов налогов и неналоговых платежей предусмотренных законодательством и прибыли необходимой для воспроизводства.
Порядок включения затрат в себестоимость продукции определен Основными положениями по составу затрат включаемых в себестоимость продукции (работ услуг). Применяем следующие статьи затрат:
- сырье и материалы;
- возвратные отходы;
- покупные комплектующие изделия;
- услуги производственного характера;
- основная заработная плата производственных рабочих;
- налоги и отчисления исчисляемые от заработной платы производственных рабочих;
- общехозяйственные расходы;
- внепроизводственные (коммерческие) расходы.
Затраты на сырье и материалы планируются на основе технически обоснованных норм расхода материальных ресурсов на единицу продукции и цен на указанные ресурсы. Нормы расхода на производство единицы продукции учитывают полезный расход сырья и материалов а также отходы и потери обусловленные технологией производства. Нормы расхода сырья и материалов устанавливаются расчетным путем по чертежам технологическим картам и на основе наблюдения в процессе потребления в производственных цехах.
К статье «Покупные комплектующие изделия» относятся затраты на приобретение покупных комплектующих изделий используемых на комплектование продукции предприятия. Они включаются в себестоимость отдельных изделий в том же порядке что и сырье и материалы.
По статье «Основная заработная плата производственных рабочих» отражаются тарифный фонд (оплата по сдельным расценкам для сдельщиков) компенсирующие и стимулирующие выплаты в пределах отнесения на себестоимость. Выплаты по системам премирования за производственные результаты относятся на себестоимость продукции в пределах до 30 % тарифного фонда заработной платы. Здесь же учитываются выплаты компенсирующего характера (доплаты за работу в ночное время и т.д.). Суммы доплат и надбавок планируются косвенным путем — в процентах к прямой заработной плате.
По статье «Налоги и отчисления исчисляемые от заработной платы производственных рабочих» отражаются отчисления в Фонд социальной защиты населения по ставке 35 % и единый налог по ставке 5 % от суммы заработной
платы (как основной так и дополнительной) а также взносы по страхованию от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний по тарифу устанавливаемому в зависимости от вида деятельности.
Затраты по комплексным статьям «Общехозяйственные расходы» и «Общепроизводственные расходы» берутся по данным НП ОКБМ которое изготавливает данный полуавтомат.
Сведения расхода сырья и материалов на изготовление изделия (координатного устройства и механизма прорубания) приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Спецификация координатного устройства и механизма прорубки петельного полуавтомата с МПУ
Расшифровка материальных затрат к калькуляции для расчета отпускной цены на изделие. [Цены на сырье и материалы по данным НП ОКБМ “Эвистор”]
Таблица 5.2 – Расходы на материалы
Наименование статей затрат
Цена единицы (без НДС) руб
Сырье и материалы (за вычетом возвратных отходов):
Покупные комплектующие изделия:
) Системный блок на базе процессора Аthlon
) Шаговый электро-двигатель ШЭД 200-3
)Электромагнит ЭУ720302УХЛ40
Таблица 5.3 - Основная заработная плата производственных рабочих
Трудоемкость изделия
заработной платы руб.
Итого сдельная зарплата с учетом премии
Премия за производственные результаты(20 %)
Итого сдельная зарплата с учетом премии
Итого основная заработная плата производственных рабочих
Таблица 5.4 - Калькуляция отпускной цены изделия
Покупные комплектующие изделия
Основная заработная плата производственных рабочих
Налоги и отчисления от основной заработной платы производственных рабочих 40%
Отчисления в фонд социальной защиты населения 34%
Взносы по страхованию от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний 05%
Общепроизводственные расходы
Общехозяйственные расходы
Полная себестоимость
Отчисления в местные целевые бюджетные фонды 115 %
Отчисления в республиканские бюджетные фонды 3 %
Налог на добавленную стоимость 18%
Отпускная цена с НДС
Стоимость проектируемого петельного полуавтомата составляет:
где - цена машины 31 ряда составляет 3850 тыс. рублей;
- цена проектируемого узла перемещения материала в заданных пределах и направлениях составляет 3459 тыс. рублей;
Цена зарубежного аналога составляет =18700 тыс. рублей (машина немецкого производства PFAFF модель 3117-13205).
Технические характеристики базового полуавтомата Pfaff и проектируемого одинаковые. Таким образом источник экономического эффекта в том что стоимости полуавтоматов различные. В таком случае годовой экономический эффект будет определяться по формуле
где - разница технологической себестоимости изготовления петли на базовом и на проектируемом полуавтомате
Кн – коэффициент экономической эффективности Кн=015;
Технологическая себестоимость изготовления петли определяется по формуле
где часовая тарифная ставка швеи
Нш – норма штучного времени для изготовления петли
Кдоп – коэффициент учитывающий дополнительную заработную плату (премия переработка норм)
Кс.з. – коэффициент учитывающий отчисления в фонд социальной защиты населения
См-ч – себестоимость машино-часа
Пг - годовой план выполнения операции (петель).
В себестоимость машино-часа (расходы на содержание и эксплуатацию полуавтомата отнесенные к часу его работы) как известно входят: амортизация затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание электроэнергию вспомогательные материалы и т.д. Различными для вариантов будут только значения амортизации полуавтоматов.
Таким образом разница технологической себестоимости изготовления петли будет определяться по формуле
где А – величина амортизации полуавтомата определяется по формуле
где ФД – действительный фонд времени работы полуавтомата час
НА – норма амортизационных отчислений НА=149%
Таким образом формула для определения разницы технологической себестоимости будет выглядеть
Подставляем полученную формулу в формулу для определения годового экономического эффекта и получаем
Определим все составляющие.
Норма штучного времени изготовления петли с глазком известна Нш=0007часа.
Годовой план изготовления петель Пг=8 000.
ФД=(ТК-ТВ)acКИ (час) где
ТК – календарное число дней в году ТК=365 (рассматриваем 2009 год);
ТВ – количество выходных и праздничных дней в году ТВ=109;
a – продолжительность работы одной смены а=8 часов;
с – количество смен с=1;
КИ – коэффициент использования оборудования КИ=097;
ФД=(365-109)81097=1987 часов.

6 раздел.DOC

6 Охрана труда и промышленная экология
Охрана труда создание безопасных и здоровых условий на предприятии лёгкой промышленности способствует повышению эффективности труда и улучшению качества выпускаемой продукции. Поэтому на всех предприятиях необходимо внедрение современных средств техники безопасности и обеспечение санитарно-гигиенических условий устраняющих производственный травматизм и профессиональные заболевания. Особое внимание должно уделяться вопросам улучшений условий труда санитарно-оздоровительным мероприятиям. При проектировании оборудования используемого на предприятиях лёгкой промышленности следует учитывать соответствие создаваемых конструкций требованиям норм охраны и гигиены труда.
Предприятия лёгкой промышленности оснащены сложным технологическим оборудованием и к лицам обслуживающим это оборудование предъявляются высокие требования с точки зрения обеспечения эффективности надёжности и безопасности работы машин и аппаратов. Причина производственного травматизма или профессионального заболевания как правило определяется комплексом факторов зависящих от надёжности и безопасности машины или технологического процесса поведения человека управляющего ими его быстродействия точности надёжности влияния окружающей среды и других факторов. Причинами травматизма могут быть опасные и вредные производственные факторы которые подразделяются на следующие группы:
-по природе воздействия они могут быть физические химические биологические и психофизические;
-ошибки при изготовлении наладке и ремонте технологического оборудования;
-отказ в работе оборудования и систем обеспечивающих его работу;
-неправильная организация рабочего места и технологического процесса;
-ошибки в действиях человека управляющего технологическим процессом;
-недостатки в подборе обучении персонала.
Все планируемые мероприятия по охране труда должны обеспечить нормальные и безопасные условия труда обслуживающего персонала и должны разрабатываться исходя из конкретных особенностей проектируемого объекта.
Охрана труда в Республике Беларусь обеспечивается системой законодательных актов социально-экономических организационных технических и лечебно-профилактических мероприятий и средств обеспечивающих безопасность сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Основой законодательства о труде является Трудовой Кодекс РБ принятый Палатой представителей и одобренный Советом Республики 30 июня 1999 года. Часть трудового законодательства составляет действующее законодательство об охране труда которое заключено в главе 16 «Охрана труда» (статьи 221–232) раздел II – «Общие правила регулирования индивидуальных трудовых и связанных с ними отношений». Этот раздел регламентирует права работников на охрану труда гарантии этих прав права на компенсацию по условиям труда обязанности нанимателя по обеспечению охраны труда и т.д.
Кроме вышеперечисленного в систему законодательных актов регулирующих вопросы охраны труда в Республике Беларусь входят:
– Конституция РБ гарантирующая право граждан на здоровье и безопасные условия труда;
– Закон РБ «Об основах государственного социального страхования» в котором предусмотрены вопросы страхования граждан от несчастных случаев на производстве и профзаболеваний;
– Закон РБ «О санитарно-эпидемическом благополучии населения» направленный на предупреждение воздействия неблагоприятных факторов среды на здоровье населения и регламентирует действия органов государственной власти и управления предприятий и организаций должностных лиц и граждан по обеспечению санитарно-эпидемического благополучия;
– Закон РБ «О сертификации продукции работ услуг» который обеспечивает безопасность продукции для жизни здоровья и имущества населения а так же охрану окружающей среды;
– Закон РБ «О коллективных договорах и соглашениях» определяющий правовые основы заключения и исполнения коллективных договоров и соглашений для содействия регулированию трудовых отношений и согласованию социально-экономических интересов работников и нанимателей в частности в вопросах создания здоровых и безопасных условий труда улучшения охраны здоровья среды.
2 Характеристика петельного полуавтомата с МПУ (31 ППА)
Данная характеристика отражена в табл. 6.1
На основе анализа данных даётся полная характеристика имеющихся на предприятии опасных вредных токсичных пожароопасных и взрывоопасных веществ отражены разработанные мероприятия по обеспечению безопасного труда обслуживающего персонала.
Все планируемые мероприятия по охране труда обеспечивают безопасные и здоровые условия труда обслуживающего персонала и разрабатываются исходя из проектируемого швейного производства. Анализ опасных и вредных факторов швейного производства и общая характеристика этого производства представлен в таблице 6.1.
Таблица 6.1 – Общая характеристика пуговичного полуавтомата
Характеристика параметра
Опасные и вредные факторы имеющиеся в конструкции изделия либо проявляющиеся при его эксплуатации
Наличие вредных опасных или токсичных веществ.
Наличие источников ионизирующего излучения
Наличие источников электромагнитных полей
Наличие возможности поражения человека электрическим током
Наличие опасностей при работе изделия на холостом ходу и при обработке изделий
Таблица 6.2- Характеристика опасности поражения персонала электрическим током
Характеристика реализуемого параметра
Класс помещения по опасности поражения электрическим током.
С повышенной опасностью
Напряжение электрического тока питания электросистем изделия В
Электрический привод: 380
Тип исполнения электрооборудования
Класс электрооборудования по способу защиты человека от поражения электрическим током
Средства коллективной защиты от поражения электрическим током.
Защитное заземление изоляция токоведущих частей
Способ отключения электрооборудования от сети.
Общий рубильник кнопка «стоп»
Сопротивление изоляции токоведущих частей МОм
Продолжение таблицы 6.2
Удельное сопротивление Ом*м
Нормируемое значение сопротивления защитного заземления Ом
Индивидуальные средства защиты
Диэлектрический коврик
Рассчитаем схему заземления выполненную вертикальными стержнями d=6 см l=25 м грунт – суглинок ρ=100 Ом. Заземляющее устройство предполагается выполнить в виде прямоугольника 2030 м. Стержни соединены между собой стальной полосой 404 мм и зарыты на глубину t0=07 м. Коэффициент сезонности Кс=1.
Расчёт ведётся по методике изложенной в литературном источнике [ 9 ].
Сопротивление растеканию тока для одного вертикального стержневого заземлителя:
Расстояние между стержнями a принимаем равным 5 м.
Определяем предварительно число стержней. Длина соединительной полосы равна периметру прямоугольника =100 м.
Коэффициент использования заземлителей.
Необходимое число труб для системы заземления при Rзаз=4 Ом:
Сопротивление растеканию соединительной стальной полосы Ом:
d – эквивалентный диаметр d=004 м
Требуемое сопротивление системы заземления
Таблица 6.3 - Характеристика опасностей при работе изделия на холостом ходу и при выполнении операций
Опасные зоны изделия
Привод игла нитепритягиватель координатное устройство нож
Средства защиты исключающие попадание человека в опасную зону
Крышка нитепритягивателя кожух
Способ крепления детали в изделии при её обработке
Средства механизации при установке крепления и снятия обрабатываемой детали
Масса обрабатываемой заготовки кг
Продолжение таблицы 6.3
Средства защиты человека от пыли при обработке заготовки
сухой вручную щёткой
Средства механизации используемые при монтаже ремонте и демонтаже изделия
3 Санитарно-гигиенические мероприятия. Вентиляция. Отопление.
Таблица 6.4 - Метеорологические условия на участке. Вентиляция. Отопление
Наименование производственного помещения
Характеристика тяжести работы
Температура воздуха рабочей зоны С
Продолжение таблицы 6.4
Относительная влажность воздуха %
Скорость движения воздуха мс
Система вентиляции в помещении и на рабочем месте
Кратность обмена воздуха
Система отопления в помещении
теплоноситель и его параметры
4 Санитарно-гигиенические мероприятия. Освещение.
Данные мероприятия сведены в таблице 6.5
Таблица 6.5 - Искусственное освещение на участке
Наименование помещения и рабочего места
Площадь помещения м2
Разряд зрительной работы
Освещенность при рабочем освещении лк
Комбинированное (общее + местное) –750
Освещенность при аварийном освещении: на рабочих местах %
на путях эвакуации лк
Источник питания аварийного освещения
Автономная сеть аварийного освещения
Люминесцентная лампа
Исполнение светильников
Мощность лампы светильника Вт
Количество светильников шт.
Расчёт количества светильников ведём используя метод светового потока по методике изложенной в литературном источнике [ 9 ].
Рассчитаем общее люминесцентное освещение для цеха площадью 5030 м имеющего высоту 58 м. Напряжение осветительной сети 220 В.
Исходные данные: требуемая освещённость по нормам Ен = 300 лк.; коэффициенты использования светового потока п = 70% с = 50%; hр = 08 м hс = 05 м; отношение расстояния между светильниками к расчётной высоте подвеса = 15.
Принимаем светильник с люминесцентными лампами ЛБ–40–4 имеющими световой поток = 3120 лм.
Расчётная высота подвеса:
Оптимальное расстояние между светильниками при многорядном расположении:
Светильники размещают в три ряда вдоль помещения.
Индекс площади помещения:
где А и В – длина и ширина помещения А = 50 м В = 30 м
Нр – высота подвеса светильника Нр = 45 м.
При i = 417 коэффициент использования светового потока 47 %.
Число светильников определим по формуле:
где N – количество светильников шт.;
Ен – нормируемая освещённость Ен = 300 лк.;
S – площадь помещения S = 1500 м2;
z – коэффициент неравномерности освещения z = 12;
k – коэффициент запаса. Выбирается в зависимости от атмосферы в производственном помещении k = 15;
Fл – световой поток группы ламп в светильнике или лампы накаливания Fл = 3120 лм.;
– коэффициент использования светового потока зависящий от характеристики источника света ограничивающих способностей интерьера помещения кривой распределения света а так же индекса помещения i;
n – количество ламп в светильнике n = 4 шт.
Число светильников в каждом ряду: шт.
5 Мероприятия по пожарной безопасности
Данные по пожарной безопасности и молниезащите предприятия а так же мероприятия по пожарной безопасности на предприятии приведены в таблице 6.6.
Таблица 6.6 – Пожарная безопасность. Молниезащита
Класс помещения по пожароопасности
Категория производства по пожароопасности
Характеристика материалов стен по сгораемости
Продолжение таблицы 6.6
Характеристика материалов перекрытий по сгораемости
Степень огнестойкости стен здания и их огнестой-
Расстояние от рабочего места до Эвакуационного
Средства пожаротушения
Пожарный щит вода огнетушители углекислотные ОУ-4
Категория молниезащиты здания
Сопротивление заземляющего устройства Ом
6 Компенсация профессиональных вредностей. Индивидуальная защита. Личная гигиена
Данные мероприятия сведены в таблицу 6.7
Таблица 6.7 – Компенсация профессиональных вредностей. Средства индивидуальной защиты. Личная гигиена
Продолжение таблицы 6.7
Продолжительность рабочей недели ч
Дополнительный отпуск дни
Пенсионный возраст лет
Обеспечение лечебно-профилактическим питанием
Халат (хлопчатобумажный)
Индивидуальные средства защиты органов зрения
Индивидуальные средства защиты головы
Средства обеззараживания кожи
Метод обеззараживания кожи
Вывод: основными требованиями к помещениям швейного предприятия являются: благоприятный микроклимат нормируемая температура воздуха чистота воздушной среды требуемая относительная влажность воздуха рациональное освещение и пожарная безопасность.
7 Промышленная экология
Наряду с охраной труда большое значение приобретает охрана окружающей среды – одна из важнейших задач современности. Выбросы промышленных предприятий энергетических систем и транспорта в атмосферу водоемы и недра на современном этапе развития достигли таких размеров что в ряде районов земного шара особенно в крупных промышленных центрах уровни загрязнения существенно превышают допустимые санитарные нормы.
Промышленная экология призвана на основе оценки степени вреда приносимого природе индустриализацией разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические средства защиты окружающей среды повсеместно развивать основы создания замкнутых безотходных и малоотходных технологических циклов и производств.
Была проведена модернизация базовой конструкции машины 31-го ряда в результате которой появился узел перемещения материала (координатное устройство с приводом от шаговых электродвигателей (ДШИ 200-3)) с блоком управления а узел лапки был переоборудован под механизм ножа.
На данном полуавтомате 31 ППА производится обметывания петель с закрепками любой формы (прямыми поперечными клиновидными и др.) двухниточным челночным стежком на швейных изделиях из легких средних и средне-тяжелых материалов. Осуществление этой работы при автоматизированном производстве повышает производительность повышает качество выпускаемого изделия тем самым уменьшая брак при выпуске данной продукции что ведет к уменьшению отходов производства и засорению ими окружающей среды.
При работе на проектируемом полуавтомате используются различные виды сырья. Сырье недефицитное и доступное для предприятий республики. На все виды обрабатываемого сырья есть сертификаты качества. Что касается самого полуавтомата то для его производства используются черные и цветные металлы (в основном сталь 35 относится к доступным не токсичным) а также пластмассы которые также являются недефицитными и доступными материалами.
В процессе пошива изделий в воздух выделяется незначительное количество мелкодисперсной пыли. Её количество соответствует требованиям санитарным нормам. Поэтому дополнительные средства для пылеулавливания не предусматриваются. Достаточно естественной приточно-вытяжной вентиляции.
Вода в процессе не используется следовательно не загрязняются и водные ресурсы.
По окончанию срока службы машины все детали и узлы перерабатываются на месте их образования или на других предприятиях имеющих соответствующую технологию.
Учет отходов черных и цветных металлов ведется еженедельно и ежемесячно по форме 6СН (лом). Лом и отходы черных и цветных металлов отличаются от других видов отходов тем что они представляют собой особо дорогостоящее сырье. Образующийся при ликвидации швейных машин лом черных металлов сдается в организацию «Вторчермет». Лом цветных металлов сдается в организацию «Белцветмет». Требования к лому сдаваемому на утилизацию регламентируются ГОСТ 1639-78 «Лом и отходы металлов и сплавов».
В конструкции используется масло индустриальное И-20 Гост 20799-79. агрегатное состояние жидкое класс опасности 4 количество вещества в объекте 05 кг предельной допустимой концентрации не более 5 мгм2 группа взрывоопасности смеси Т3.
В соответствии с рядом принятых постановлений и директивных органов все предприятия и организации обязаны осуществлять сбор учет и сдачу отработанных нефтепродуктов. Отработанные масла перерабатываются с целью получения масляных компонентов. Наиболее перспективным и рациональным направлением использования отработанных масел является их переработка на масло перегонных заводах с получением отдельных компонентов для повторного использования. К методам обработки масел относятся отстаивание центрифугирование фильтрация вакуумная перегонка и т.д.
Остальные материалы такие как пластмассы также подлежат переработке либо утилизации.
При работе на полуавтомате используется оптимальное количество масла
пары которого не оказывают больших проблем загрязнения ими окружающей обстановки. Также идет определенный выброс пыли при обработке деталей. Количество которой зависит от используемого сырья и объемов работ. Но всегда соответствует нормам при этом достаточно общеобменной вентиляции.
Все детали и узлы полуавтомата и оснастки являются разборными и по истечению срока службы полностью подлежат утилизации. Что также в значительной степени является положительным фактором в отношении экологической обстановки за счет уменьшения отходов.
Вывод: экологическая экспертиза показывает что использование данного полуавтомата не только соответствует всем нормам в отношении промышленной экологии но способствует их снижению путем замены выполнения старых технологических процессов новыми с более лучшими показателями.

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

Обзор конструкций механизмов прорубания ткани петельных полуавтоматов .6
1 Описание кинематической схемы полуавтомата 21 2.2 Описание кинематической схемы механизма прорубки и электрической схемы управления ..24
3 Технические характеристики полуавтомата ..27
1 Расчет максимального усилия прорубания 31
2 Расчет времени срабатывания механизма прорубания .. .37
Технология машиностроения .. 42
1. Служебное назначение и размерный анализ чертежа детали .. 42
2. Методы обработки . 51
3 Дифференциация операций . 57
4 Размерный анализ . 57
5 Режимы резания ..67
6 Конструирование установочно-зажимного приспособления. . 70
Технико-экономический расчет .73
Охрана труда и промэкология .. 63
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.
Обзор конструкций механизмов прорубания петли петельных полуавтоматов
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.
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
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)
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.
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.
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 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 02 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
3 Технические характеристики полуавтомата
Максимальная скорость шитья стежковмин 3800
Длина петли по ножу мм 8-38
Ширина петли мм 25-6
Ширина обметки петли мм 1 -3
Длина закрепки по концам прямой петли мм 15-2
Максимальная толщина обрабатываемых материалов в сжатом
Концы ниток после обрезки мм не более 12
Высота подъема прижима мм 10
Установленная мощность электродвигателей кВт 07
Габариты полуавтомата мм не более:
Высота (регулируется) 1550
Расчетная часть. Расчет времени прорубания прорези для петли
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.
– 12 – угловые скорости соответствующих звеньев механизма
– 12 – линейные 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: =082кг.
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:
где р-удельное усилие прорубания [Нмм] (зависит от прорубаемого материала количества прорубаемых слоев и от характеристик заточки ножа)
Lножа - длина режущей кромки ножа [мм]
k – коэффициент запаса k=10 13;
- усилие возникающее под действием массовых характеристик звеньев (приведенной массы).
Рассчитаем требуемое усилие электромагнита задавшись следующими параметрами:
Ртр.=30*10*12+82=3682Н
Таким образом в данном разделе дипломного проекта были найдены массовые характеристики звеньев рассчитана приведенная масса механизма ножа определено требуемое усилие магнита которое составило 3682 Н. По каталогу подбираем электромагнит с усилием большим чем требуемое.
Для работы механизма прорубания петельного полуавтомата подходит электромагнит со следующими характеристиками:
Модель ЭУ720302УХЛ40
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:
где R- активное сопротивление катушки U- напряжение.
При начальном условии i(t=0)=0 уравнение (3.1) имеет решение вида:
где Iу- установившийся ток электромагнита T1- электромагнитная постоянная времени при включении электромагнита.
Условием трогания якоря электромагнита является равенство силы электромагнитного притяжения Fэм(x) силе первоначального сопротивления Fc(x0):
Сила электромагнитного взаимодействия якоря и сердечника электромагнита (электродвижущая сила) определяется по формуле:
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:
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:
Уравнение движения якоря имеет вид:
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 Нм-жесткость рычажной цепи механизма ножа xн=00105 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°
Построим график tср(дов) (рисунок 3.13) в пересечении с tср=031с получим значение необходимой угловой скорости дов=13926с-1 частота вращения в таком случае составит nдов= 30дов=30×13926314=133обмин.
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 tср(дов)

Деталировка и графики.frw

Неуказанные предельные
Радиусы скруглений 5 мм.
Покрытие Хим. Окс. прм.
Покрытие Хим.Окс.прм.
* Размер для справок.
Пружина 248 ГОСТ 13770-86.
Длина развернутой пружины 46
Число рабочих витков - 25.
Направление навивки - правое.
Сталь 45 ГОСТ 1050-79

Кинематика.cdw

Экспериментальная установка.frw

часть3(расчетная часть).doc

1. Расчет коэффициента жесткости существующего механизма ножа.
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. Однако при практическом испытании данный механизм показал что он не обладает достаточной жесткостью и не может удовлетворить заданным потребностям. В настоящей работе поставлена задача расчета упругой деформации кинематической цепи механизма прорубки приведенный к штоку электромагнита. Кинематическая схема механизма в момент прорубки приведена на рис. 3.1. В таблице 1 приведены параметры схемы механизма моменты инерции и площади сечений звеньев. Приведенную к штоку электромагнита суммарную единичную деформацию сум кинематической цепи будем определить из равенства:
сум= (АС +С+ FE’+F’+ K’)*PЭМ
Составляющие суммарные деформации определяются из соотношений:
FE’= FE*CDDE F’= F*CDDE
где: С F N- деформации изгиба в точках С F Nстержневых систем приведенных на рисунке 2б 2г 2д под действием сил PC PF PK ;
АС FE- деформации сжатия растяжения стержней АС EF под действием сил PA
Значения сил определяются из равенств:
PA=1Н PC= PE= PC*DСDЕ ; PF= PE ; PK= PF*KGGF*cosφ ;
PЭМ- сила якоря электромагнита.
Параметры схемы моменты инерции и площади сечений звеньев
Моменты инерции сечений звеньев м4
Площади сечений звеньев м2
Рис. 3.1. Кинематическая схема механизма прорубки петли.
EJ С =12 * PС* LDС * LDС*23 * LDС+12 * PС* LDС * LDЕ*23 * LDС=13 * PС* LDС3 +13 * PС* LDС2 * LDЕ = 13 * PС* LDС2(LDС+ LDЕ)
С = PС* LDС2(LDС+ LDЕ)3*E*J
PС* LDC* LFE LDЕ* E*A
EJ F =12 * PF* LGF * LGF*23 * LGF+12 * PF* LGF * LКG*23 * LGF=13 * PF* LGF3 +13 * PF* LGF2 * LКG = 13 * PF* LGF2(LGF+ LКG)
F = PF* LGF2(LGF+ LКG)3*E*J
N = PК * NM * cos φ E*A*cos567
Рис. 3.2. Статически определимые системы для определения составляющих суммарных деформаций.
Деформации С F N под действием заданных сил PC PF PK определяются методом Верещагина.
АС=01*10-7 м С=16*10-5м FE’=28*10-8м F’=51*10-8м K’=07*10-8м
сум= (АС +С+ FE’+F’+ K’)*PЭМ сум=16096*10-2*PЭМ мм
Произведены расчет сум в функции PЭМ. Результаты расчета представлены в виде графика на рис. 3.3.
В результате исследования установлено что кинематическая цепь механизма не обладает достаточной жесткостью. Так при PЭМ=150 Н сум= 24 мм что приводит к потере хода якоря электромагнита и увеличению времени срабатывания механизма.
2. Расчет коэффициента жесткости предлагаемого механизма ножа.
Кинематическая схема механизма в момент прорубки приведена на рис. 3.4. В таблице 2 приведены параметры схемы механизма моменты инерции и площади сечений звеньев. Приведенную к штоку электромагнита суммарную единичную деформацию сум кинематической цепи будем определить из равенства:
сум= (АС +С+ F)*PЭМ
где: С F - деформации изгиба в точках С F стержневых систем приведенных на рисунке 2б 2в 2д под действием сил PC
АС - деформации сжатия растяжения стержней АС под действием сил
PA=1Н PC= PС= PF ; PK= PF*cosφ ;
Рис. 3.4. Кинематическая схема механизма прорубки петли.
EJ С =12 *PC* LCD* LFD*23 *LCD+12 *PC*LCD*LCD*23*LCD=13*PC*LCD2*LFD+13*PC*LCD3=13*PC*LCD3(1+cos567°)
С = P* LCD3(1+cos567°)
F = PF * NM * cos φ E*A*cos567
Рис. 3.5. Статически определимые системы для определения составляющих суммарных деформаций.
Деформации С F под действием заданных сил PC PF определяются методом Верещагина.
АС=01*10-7 м С=095*10-5 м F=07*10-8м
сум= (АС +С+ F)*PЭМ сум=09508*10-2*PЭМ мм
Произведены расчет сум в функции PЭМ. Результаты расчета представлены в виде графика на рис. 3.6.
3. Сравнительный анализ механизмов.
Сравнивая два механизма прорубки ножа необходимо сравнить коэффициенты жесткости данных механизмов. При расчете данных коэффициентов мы получили что коэффициент жесткости существующего механизма при усилии штока электромагнита PЭМ= 100 Н равен сум= 16 мм а предлагаемого механизма при том же усилии сум= 095 мм. Таким образом получается что деформация предлагаемого механизма на 41% меньше существующего механизма. (см. рисунок 3.7.) Этот результат был достигнут прежде всего упрощением кинематической цепи механизма т.е. мы заменили одним звеном три звена существующего механизма тем самым уменьшили количество кинематических пар. Однако следует учесть что при расчете коэффициентов жесткости мы не учитывали силы трения хотя при рассмотрении двух механизмов нужно отметить что силы трения будут примерно одинаковы.

ВЕДЕНИЕ.doc

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 курсового проекта связана с проведением расчетов времени срабатывания механизма прорубки прорези петли. По результатам расчета 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.

кинематическая схема полуавтомата - А1.frw

деталировка - А1.frw

Неуказанные предельные
Радиусы скруглений 5 мм.
Покрытие Хим. Окс. прм.
Покрытие Хим.Окс.прм.
* Размер для справок.
Пружина 248 ГОСТ 13770-86.
Длина развернутой пружины 46
Число рабочих витков - 25.
Направление навивки - правое.
Сталь 45 ГОСТ 1050-79

сборочный чертеж ножа - А1.frw

сборочный чертеж ножа - А1 в 5.11.frw

эелектрическая схема включения - А1.frw

сборочный чертеж головки с КУ - А1.frw

общий вид - А1.frw

Снять с машины швейной автоматизированной ряда 31
головку поз. 9 и блок электромагнитов поз.13 (рис. 1 паспорта
на машину швейную автоматизированную ряда 31).
Снять с головки детали поз. 9
(рис.2 паспорта на машину швейную
автоматизированную ряда 31)
(рис.3 паспорта на машину швейную автоматизированную
ряда 31) и доработать головку согласно документации на
головку швейную петельного полуавтомата САРБ 802539.002.
С блока электромагнитов снять электромагниты
кронштейн согласно чертежу САРБ 741535.002
руководствуясь данным чертежом.
Петельный полуавтомат
Защелка поз.1 не показана
Винты поз. 21 не показаны

сборочный чертеж ножа - А1 на А4.frw

графики.frw

Диаграмма теоретических упругих
деформаций нового механизма ножа.
Диаграмма теоретических упругих деформаций
существующего механизма ножа.
холостой ход шток = 0
деформация механизма ножа
деформация кинематической цепи= 0
суммарное время включения электромагнита= 0
ход штока электромагнита
Диаграмма времени срабатывания механизма.
Диаграмма хода ножа.
Диаграмма хода штока.

Деталировка и графики.frw

Неуказанные предельные
Радиусы скруглений 5 мм.
Покрытие Хим. Окс. прм.
Покрытие Хим.Окс.прм.
* Размер для справок.
Пружина 248 ГОСТ 13770-86.
Длина развернутой пружины 46
Число рабочих витков - 25.
Направление навивки - правое.
Сталь 45 ГОСТ 1050-79

Экспериментальная установка.frw

3.docx

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.
) 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.
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.
) 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 760-780град. 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
После 1000 прорубаний
После 2000 прорубаний
После 3000 прорубаний
После 4000 прорубаний
Таким образом значительное затупление кромки ножа происходит за первые три тысячи прорубаний. В дальнейшем процесс затупления замедляется.
) 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]:
где R- активное сопротивление катушки U- напряжение.
При начальном условии i(t=0)=0 уравнение (2.1) имеет решение вида:
где Iу- установившийся ток электромагнита T1- электромагнитная постоянная времени при включении электромагнита.
Условием трогания якоря электромагнита является равенство силы электромагнитного притяжения Fэм(x) силе первоначального сопротивления Fc(x0):
Сила электромагнитного взаимодействия якоря и сердечника электромагнита (электродвижущая сила) определяется по формуле:
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:
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]:
Уравнение движения якоря имеет вид:
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 Нм-жесткость рычажной цепи механизма ножа xн=00105 м- положение штока с которого начинает действовать сила сопротивления.
Приведенная масса движущихся звеньев m=098 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.
) 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.