Закрепочный полуавтомат с МПУ

2-Рейка.cdw

Нормальный исходный контур
Степень точности по ГОСТ 3675-81
Измерительная высота

1-коромысло.cdw

*Размер контролировать до разрезки.
Покрытие: Ан. Окс.ч.
Исполнение 01 - зеркальное отображение коромысла
относительно плоскости А-А.

3-Колесо.cdw

Нормальный исходный контур
Коэффициент смещения
Степень точности по ГОСТ 9178-81
Делительный диаметр
Толщина зуба по делительной окружности
Покрытие Хим. Окс. прм.

4-Крышка.cdw

5-Тяга.cdw

Пластина.cdw

Каретка.cdw

Шестерня 61.cdw

Нормальный исходный контур
Коэффициент смещения
Степень точности по ГОСТ 9178-81
Делительный диаметр
Обозначение чертежа сопряженной рейки
Покрытие Хим. Окс. прм.

Рычаг.cdw

* Размер получить одновременной обработкой двух деталей
применяемых совместно. Разноразмерность не более 0
**Размеры контролировать до разрезки.
Покрытие Хим. Окс. прм.

Кольцо.cdw

Квадратный вал.cdw

Сборочный чертеж 1 лист.cdw

Гарантированный боковой зазор в передаче рейка (поз.27) -
шестерня (поз. 30) обеспечить в соответствии с ГОСТ 9178-81.
Гарантированный боковой зазор в передаче колесо (поз.16) -
шестерня (поз. 31) обеспечить в соответствии с ГОСТ 1643-81.
* Размеры для справок.
Остальные технические требования по СТ СЭВ 856-78.

Спецификация 2.cdw

Спецификация 3.cdw

Спецификация к сборке.cdw

Приложение.doc

Спецификация на кинематическую схему
Спецификация на сборочный чертеж полуавтомата

3.1.doc

1 Расчет параметров схемы механизма перемещения материала
Исходными данными являются угловая дискрета вращения ротора шагового двигателя ДШИ 200-3 α=00314 рад и интервал дискреты линейного перемещения прижимной рамки заданный технологическим требованиями (ГОСТ 20521-75) Таким образом общее передаточное число определяется тогда
Расчет параметров схемы механизма продольных перемещений (рисунок 3.1). Для механизма продольных перемещений общее передаточное число определяется также тогда
Принимаем uобщ=157 радм d57=127 мм. Или в соответствии с рядом стандартных модулей зацепления (СТ СЭВ 310-86) m=08 мм d57=128 мм z57=16. Тогда uобщ=15625 радм при этом ΔS=0201 мм.
Геометрия шестерни 57:
угол профиля αt=20°;
окружной шаг зубьев Pt=m=314×08=2512 мм;
толщина зуба St=05Pt=05×2512=1256 мм;
диаметр вершин зубьев da57=d57+2m=128+2×08=144 мм;
диаметр впадин зубьев df57=d57-25m=128-25×08=108 мм;
рабочая ширина венца b57=bd×d57=045×128=576 мм (bd=03 06 по табл. 6.8 [20]); принимаем b57=6 мм.
угол профиля зуба α=20°;
шаг зуба p=m=314×08=2512 мм.
высота головки зуба ha58=m=08 мм;
высота ножки зуба hf58=125m=125×08=1 мм;
граничная высота зуба h
высота зуба h58=225m=225×08=18 мм.
Для обеспечения перемещения в l=60 мм необходимо рабочую длину рейки сделать . Тогда . Принимаем z=24.
Тогда рабочая длина рейки станет равной lр=pz=2512×24=603 мм. Длину рейки принимаем l58=62 мм.
Рабочая ширина венца b58=(8 10)m =10×08=8 мм (таблица 13 [23]);
Расчет параметров схемы механизма поперечных перемещений (рисунок 3.1). Для механизма поперечных перемещений можно подбирать различные передаточные числа зубчатых пар. Для обеспечения наименьшей погрешности линейного перемещения при передаче вращательного движения поступательному через коромысло 53 длину его выбираем следующую: l53=40 мм. Геометрия движущегося коромысла в таком случае представляет равносторонний треугольник. При этом погрешность шага составляет =cosα где α=0 30°. В таком случае передаточное число зубчатой передачи составит
Такое передаточное число возможно только при следующих рекомендуемых значениях чисел зубьев шестерни и колеса: z50=12 z51=75 или z50=16 z50=100. Второй вариант менее технологичен. Поэтому для обеспечения такого передаточного числа при стандартных модулях зубчатой передачи выбираем d50=15 мм d51=9375 мм (m=125 мм СТ СЭВ 310-86).
Геометрия шестерни d50:
окружной шаг зубьев Pt=m=314×125=3925 мм;
толщина зуба St=05Pt=05×3925=19625 мм;
диаметр вершин зубьев da50=d50+2m=15+2×125=175 мм;
диаметр впадин зубьев df50=d50-25m=15-25×125=11875 мм;
рабочая ширина венца b50=bd×d50=04×15=6 мм (bd=03 06 по табл. 6.8 [20]); принимаем b50=6 мм.
Геометрия колеса d51:
диаметр вершин зубьев da51=d51+2m=9375+2×125=9625 мм;
диаметр впадин зубьев df51=d51-25m=9375-25×125=90625 мм;
рабочая ширина венца b51=(6 8)m=6×125=75 мм [23]; принимаем b51=8 мм;
диаметр ступицы dст51=(16 2)dв=175×8=14 мм [23];
длина ступицы Lст51=15dв=15×8=12 мм [23];
толщина диска k51=(02 04)b51=04×8=32 мм [23] принимаем k=32 мм;
размеры шпоночного паза по ГОСТ 8788-68.

1.doc

1 Обзор конструкций механизмов подачи материала закрепочных полуавтоматов
В настоящем разделе следует провести обзор различных конструкций механизмов подачи материла закрепочных полуавтоматов.
Короткошовный полуавтомат 220-М (“Легмаш” Орша) предназначен для изготовления закрепок челночными стежками на пальто плащах костюмах и другой верхней одежде из различных тканей. Поле обработки 16×38 мм. Число стежков на закрепку 21 и 42. Частота вращения главного вала 1200 обмин. Механизм подачи материала содержит транспортирующую пластину получающую движение в двух взаимных направлениях.
Механизм продольных перемещений (рисунок 1.1). Ведущим звеном механизма является кулачок выполненный в виде профильного паза А на копирном диске 2 (рисунок 1.1). Диск получает вращательное движение от главного вала 5 на котором установлен червяк 4. Червяк имеет разрезную ступицу и крепится на валу винтами. В зацеплении с червяком находится червячное колесо 6 закрепленное на валу 3 который установлен на шарикоподшипниках. При вращении главного вала 5 получают вращательное движение червячное колесо 6 вал 3 и копирный диск 2. Передаточное число червячной пары равно 21 (42). Поэтому копирный диск делает один оборот при 21 (42) оборотах главного вала. Положение диска относительно вала 3 можно регулировать. Для этого ослабляют винты крепления и проворачивают его в пределах дугообразных пазов на диске. Изменяется время работы механизмов получающих привод от копирного диска по отношению к механизмам иглы петлителя ширителя. В паз А копирного диска входит ролик 1 надетый на шпильку 8 которая посредством винта 7 крепится в рычаге 9. Последний шарнирно установлен на оси 10 закрепленной в корпусе рукава винтом. Нижнее плечо рычага 9 имеет направляющие куда помещен ползун-регулятор 12. В него вставлен вкладыш который надевается на стойку 14 и фиксируется на ней винтом 13. Стойка имеет снизу отросток который вставлен в отверстие пластины 15 и жестко соединен с ней винтом. Пластина 15 является ведомым звеном. К ней четырьмя винтами прикреплена транспортирующая пластина имеющая окно для прохода иглы.
Механизм поперечных перемещений (рисунок 1.2 нумерация позиций продолжается). Кулачок в виде профильного паза Б на копирном диске 2 сообщает движение ролику 20 укрепленному в прорези вертикального плеча углового рычага 21. Горизонтальное плечо углового рычага 21 установленного на шарнирной шпильке 22 имеет радиальную прорезь в которой крепится шаровая винтовая шпилька 23. Шаровая цапфа этой шпильки охватывается верхней головкой шатуна 24 нижняя головка которого надевается на шаровую цапфу пальца 25 закрепленного на коромысле 26 упорным винтом. Коромысло 26 стягивающим винтом закреплено на валу поперечных перемещений 27. Для предохранения коромысла 26 от осевых смещений на валу 27 закреплено установочное кольцо 28. На переднем конце вала 27 установлено коромысло 29 конец которого входит в отверстие направляющего цилиндра. Цилиндр вставляется в паз ползуна который через платину прижимным винтом крепится к пластине 15. Такое соединение коромысла 29 с пластиной 15 не препятствует ее продольным перемещениям так как ползун смещается относительно неподвижного цилиндра.
Короткошовный полуавтомат класса 820 предназначен для выполнения различных прямых и сложных строчек челночными стежками а также для настрачивания эмблем на различных деталях платьев костюмов пальто шинелей и других изделий. Поле обработки 50×65 мм. Число стежков в строчке до 100. Частота вращения главного вала 2000 обмин. Конструктивно-унифицированный ряд содержит 11 модификаций.
В полуавтомате применен кулачково-рычажный механизм (рисунок 1.3) обеспечивающий перемещение материала по двум координатам в прямоугольной декартовой системе координат. Материал находится в зажиме на пластине 1 и должен перемещаться в общем случае одновременно в направлении двух осей ординат. Продольное перемещение материал получает от кулачка 7 с помощью ролика 8 коромысла 9 и кулисы 11. Величина перемещения регулируется изменением длины коромысла 9 при ослабленном винте 10. Поперечные перемещения материалу задаются также кулачком 7 и обеспечиваются с помощью ролика 6 коромысла 4 кулисы 3 и направляющей 2. Величина перемещения регулируется изменением длины коромысла 4 при ослабленном винте 5.
Как уже отмечалось материал находится в зажиме. Зажим состоит из подложки и прижимных пластин. Форма подложки и прижимных пластин определяется конфигурацией сточки. Подложка лежит на платформе машины и скользит по ней в процессе образования строчки. Конструктивное оформление координатника обеспечивающего движение подложки в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях показано на рисунке 1.4. Основой координатного устройства является крестовина 16 с двумя взаимно перпендикулярными пазами. В верхний поперечный паз крестовины вкладывается направляющая 14 а сверху с помощью четырех винтов 11 устанавливается пластина 12. Направляющая 14 двумя парами винтов 13 через две тумбочки 15 закрепляется на платформе полуавтомата. Таким образом рассмотренная конструкция обеспечивает движение крестовины 16 поперек платформы. В пазу крестовины устанавливается вкладыш 7 смещением которого с помощью винтов 4 устраняется зазор в паре направляющая 14 – паз крестовины 16. После устранения зазора винты 4 фиксируются гайками 3. Снизу в продольный паз устанавливается ползун 19 который ограничивается затем снизу фигурной пластиной 48 закрепляемой к крестовине 16 четырьмя винтами 47. На переднем конце ползуна 19 двумя винтами 2 крепится подложка 1 зажима материала. Таким образом наличие движения ползуна 19 относительно крестовины 16 позволяет перемещать зажим с материалом вдоль платформы. Вкладыш 18 винты 5 и гайки 6 служат для выбора зазора в паре ползун 19 – продольный паз крестовины 16.
Рисунок 1.1 – Кинематическая схема механизма продольных перемещений полуавтомата класса 220-М
Рисунок 1.2 – Кинематическая схема механизма поперечных перемещений полуавтомата класса 220-М
Для обеспечения перемещения зажима вдоль платформы на заднем конце ползуна 19 с помощью винта 17 закреплена державка 20 в поперечный паз которой снизу устанавливается камень 28. Для обеспечения перемещения
зажима поперек платформы в пластине 48 предусмотрен продольный паз в который устанавливается камень 45. Перемещение зажима вдоль и поперек платформы как было показано на кинематической схеме (рисунок 1.3) обеспечивается одним кулачком с двумя пазами: верхним – для продольных перемещений нижним – для поперечных.
Закрепочный полуавтомат класса 1820 предназначен для выполнения строчек различного контура и закрепок различной конфигурации. Конструктивно-унифицированный ряд полуавтоматов содержит множество различных модификаций. Максимальное поле обработки 40×60 мм. Число стежков в строчке до 56. Частота вращения главного вала до 2000 обмин.
Механизм двигателя ткани. Исполнительным инструментом механизма является специальная пластина получающая сложное плоскопараллельное движение с помощью двух механизмов - продольных и поперечных перемещений. Отличием от предыдущего класса является наличие полярной системы координат. Механизм поперечных перемещений сообщает пластине не поступательное движение а поворотное.
Механизм продольных перемещений. Копирный диск 1 (рисунок 1.5) с помощью трех винтов прикреплен к фланцу. В диске имеется кулачковый паз куда вставлен ролик 2. Ролик шарнирно связан с осью которая жестко присоединена к коромыслу 3. Последнее винтом крепится на оси 4. На этой же оси винтом крепится кулиса 5 имеющая снизу продольный паз. В паз вставляется ползун 6. Он свободно установлен на шпильке 7 которая вставлена в паз двуплечего рычага 8 и зафиксирована посредством шайбы и гайки. Второе плечо посредством клеммы соединено с осью которая вставлена в отверстие кронштейна 9. Имеется регулировка величины продольных перемещений материала. Для ее выполнения откручивают гайку освобождая ось 6 перемещают ось с ползуном по пазу рычага 7. Отогнутый отросток шайбы является указателем. Его совмещают с делениями на рычаге 7. После регулировки гайку зажимают. Принцип регулирования основан на изменении плеч рычага 7 и кулисы 4. Отверстие в рычаге 3 куда вставлена шпилька имеет овальную форму. Благодаря этому при ослаблении гайки ролик 2 можно в небольших пределах переместить относительно кулачка на копирном диске 1. При этом достигается регулировка времени отработки перемещений механизмом.
Механизм поперечных перемещений. С нижней стороны копирного диска 1 (рисунок 1.6) имеется кулачковый паз куда вставлен ролик 2. Он шарнирно связан с рычагом 3 который закреплен винтом на оси 4. Снизу к этой оси присоединен посредством винта рычаг 5 имеющий продольный регулировочный паз. В паз вставлена шпилька 6. На нее надеты шайбы и гайка. Сверху на шпильку одет ползун 7 вставленный в паз кулисы 8. Последняя винтом крепится к оси 9. Оси 4 и 9 вставлены в отверстия платформы полуавтомата. Верхний рычаг 10 также крепится на оси 9. В отверстие рычага вставлена и крепится винтом ось 11 которая шарнирно связана с направляющим ползуном. Имеющаяся регулировка величины поперечных перемещений аналогична подобной в механизме продольных перемещений. Для этого шпильку 6 с ползуном перемещают по пазу рычага 5 изменяя соотношение плеч в звеньях механизма. Своевременность работы обоих механизмов регулируется путем ослабления винтов крепления копирного диска к фланцу относительно вертикальной оси. Для регулировки в диске имеются специальные пазы.
Конструктивные исполнения обоих механизмов представлены на рисунках 1.7 1.8 где позициями обозначены следующие детали:
Механизм продольных перемещений (рисунок 1.7)
– Отражательная пластинка.
Механизм поперечных перемещений (рисунок 1.8)
Рисунок 1.3 - Кинематическая схема механизма перемещения материала закрепочного полуавтомата класса 820
Рисунок 1.4 - Конструкция координатного устройства закрепочного полуавтомата класса 820
Рисунок 1.5 – Механизм продольных перемещений закрепочного полуавтомата класса 1820
Рисунок 1.6 – Механизм поперечных перемещений закрепочного полуавтомата класса 1820
Следует оговорить что на кафедре уже предпринимались попытки разработки механизма перемещения материала закрепочного полуавтомата с МПУ [33]. В силу незавершенности расчетов они не нашли конструктивного исполнения. Но есть смысл провести анализ этих разработок. На рисунке 1.9 представлена кинематическая схема механизма программного перемещения материала закрепочного полуавтомата с МПУ. Продвижение материала осуществляется по двум взаимно перпендикулярным направлениям X и У. Величина поля обработки 40×60 мм. Движение осуществляется от шаговых двигателей 1 2. На валу шаговых двигателей закреплены зубчатые шестерни 3 4. Шаговые двигатели вместе с шестернями закрепляются на кронштейнах 5 б и вместе с кронштейнами закрепляются на оси с помощью гаек 7 8. Такое закрепление шаговых двигателей гарантирует соосность зубчатых передач. С вала шагового двигателя движение передается через зубчатые сектора 9 10 оси II 12 рычаги 13 14 кулисным камням 15 16. Камень 16 обеспечивает поперечное перемещение рамки 17 с зажимом 18 вдоль направляющих 19 20. Для уменьшения коэффициента трения и улучшения плавности хода двигается по подшипникам линейного перемещения 21 22 каретка полуавтомата. Камень 15 обеспечивает продвижение рамки с зажимом в продольном направлении вдоль оси У при этом звено 23 перемещается вдоль направляющих 24 25 которые обеспечивают невозможность разворота каретки и ее опрокидывания.
Под руководством к.т.н. доц. Буевич Т.В. студентом гр. Мл-69 Уткиным Н.В. был спроектирован механизм продвижения материала с шаговым приводом и выполнен расчет шагового привода. На рисунке 1.10 приведена кинематическая схема механизма. Прижимная рамка 12 получает движение в двух взаимно-перпендикулярных направлениях по заданной управляющей программе от двух шаговых электродвигателей. Движение по оси X рамка 12 получает от шагового электродвигателя 1 через зубчатую передачу 2 вал квадратного сечения 3 зубчато-реечную передачу 4 каретку 5 кронштейны 1011 направляющие каретки 8. По оси Y каретка 8 с рамкой 12 перемещается от шагового электродвигателя 6 через зубчато-реечную передачу 7 по направляющим валам 3 и 9. Прижим рамки 12 обеспечивают пружины кручения 13.
Зарубежные образцы закрепочных полуавтоматов напоминают по кинематике механизма продвижения материала основанного на кулачковом управлении отечественные образцы. Поскольку большое распространение приобрело микропроцессорное управление есть смысл привести кинематическое решение такого механизма. На рисунке 1.11 представлена кинематическая схема механизма подачи материала закрепочного полуавтомата с шаговым двигателем (заявка на патент №61-42591B Япония). Материал зажимается между лапкой 1 и нижней пластиной 2 при помощи прижимного приспособления 3 и получает перемещения в двух взаимно-перпендикулярных направлениях от двух шаговых двигателей 4 и 5 через зубчато-ременные передачи 6 и 7.
Рисунок 1.11 – Механизм подачи материала закрепочного полуавтомата заявка №61-42591B (Япония)

5.doc

5 Технико-экономический расчет
Целесообразность проведения дипломного проекта определяется уровнем экономической эффективности проводимого мероприятия по модернизации машины. Анализируя источники экономического эффекта в настоящем мероприятии (использовании механизма перемещения материала с МПУ) остановимся на двух составляющих: снижении материалоемкости проектного варианта полуавтомата и экономии заработной платы за счет ликвидации времени на замену кулачка и прижимных лапок. Для расчета первого источника экономического эффекта составим сводную таблицу 5.1 стоимости деталей снимаемых с базового варианта и требуемых для проектного варианта. Поскольку срок службы кулачковой пары невелик (составляет 4-6 месяцев) для эксплуатации машины в течение года необходим запас копирного диска и роликов что отражено в таблице 5.1.
Стоимость базовой машины Сб=3425400 рублей.
Стоимость проектной машины
Сп=Сб-Сд+См=3425400-1002010+864500=3287890 рублей
где Сд - стоимость демонтируемых механизмов и узлов;
См - стоимость монтируемого механизма перемещения материала.
Экономия на снижении материалоемкости машины составляет
Эм=Сб-Сп=3425400-3287890=137510 рублей.
Расчет по второму источнику экономического эффекта.
Время на замену кулачка и прижимных лапок Т0=120 мин=2 часа при МПУ Т0=21 с. Ассортимент и серийность выпускаемой продукции на швейном предприятии требует смены закрепки в качестве технологической операции в различной потребности. Расчет ведем для принятой на большинстве предприятий эксплуатируемых закрепочные полуавтоматы серийности продукции в соответствии с чем задаемся k=12 где k – число смен вида закрепки в году. Тогда время на замену кулачка и прижимных лапок определится Твр=kТ0=12×2=24 часа.
Таблица 5.1 – Сводная таблица стоимости деталей снимаемых с базового варианта и требуемых для проектного варианта
Обозначение детали в конструкторских документах
Наименование детали
Болт ГОСТ 7798-70 М6-6g 16.66.013
Болт ГОСТ 7805-70 М4-6g 10.66.013
Винт ГОСТ 1491-80 В. М4-6g 10.66.013
Винт ГОСТ 1491-80 В. М4-6g 18.66.013
Винт ГОСТ 1479 В. М5-6g 8 22.Н.016
Шайба ГОСТ 11371-78 С4.01.10.016
Шайба ГОСТ 11371-78 С5.01.10.016
Продолжение таблицы 5.1
Шайба ГОСТ 11371-78 С6.01.10.016
Шплинт ГОСТ 397-79 2 12.016
Механизм нитеотводчика и подъема лапок
Соединительное звено
Кольцо ГОСТ 11346-78 16.66.013
Гайка ГОСТ 11386-79 С5.01.10.016
Система распределительных валов
Подшипник ГОСТ 12341-82
Штифт ГОСТ 387-79 3 12.021
Механизм продольных перемещений материала
Механизм поперечных перемещений материала
Детали нового механизма
Экономия на основной заработной плате за счет экономии времени на замену кулачка и прижимных лапок составит
Эозп=МТС×Кт×Твр=850×157×24=32028 рублей
Кт – тарифный коэффициент Кт=157 (ЕКТС)
Экономия дополнительной заработной платы составляет 40% от основной заработной платы налоги и отчисления в фонд социальной защиты также 40% от основной заработной платы. Итого экономия на заработной плате составляет Эзп=18Эозп=18×Эозп=18×32028=57650 рублей
Годовой экономический эффект определится следующим образом
Эг=ЭмТ+Эзп=13751010+57650=13751+57650=71401 рубль
где Т – срок службы проектируемого оборудования в годах.

0.doc

Введение и обоснование темы проекта
Актуальной задачей в области швейного машиностроения является создание принципиально нового высокоэффективного автоматизированного оборудования разработка автоматизированных швейных агрегатов оснащенных механизмами программного перемещения включающих микропроцессорную технику.
Одними из наиболее массовых в легкой промышленности являются операции по изготовлению различного рода закрепляющих строчек. При этом приходится выполнять значительное количество небольших по длине но сложных по форме строчек. Копир же в настоящее время дает возможность сделать максимально 60 уколов что значительно сдерживает выполнение сложных строчек различной конфигурации. При выполнении этих строчек на универсальных швейных машинах резко падает коэффициент использования скорости машины и большая часть рабочего времени затрачивается ан выполнение вспомогательных приемов. Следовательно на таких операциях целесообразно применение швейных машин полуавтоматического действия с малым полем обработки. Для ряда промышленных и бытовых швейных машин начали применяться автоматизированные системы управления разработанные на микропроцессорной технике. Однако на сегодняшний день отечественное машиностроение такого оборудования не выпускает а используются в основном швейные полуавтоматы с механическими программоносителями. Данное оборудование в настоящее время морально устарело по следующим признакам:
- невысокая технологическая мобильность и технологические возможности;
- ограниченное количество стежков;
- сложная кинематика перемещений;
- невысокая надежность механических систем;
- невысокое качество выполнения технологических операций;
- невозможность развития модульного принципа.
Форма строчки в существующих закрепочных полуавтоматах задается дисковым кулачком получающим движение через червячную передачу от главного вала. Плоские дисковые кулачково-коромысловые механизмы с геометрическим замыканием ведомого звена являются тихоходными (10-60 обмин). Особенность работы этих механизмов – наличие большого количества перемещений ведомого звена с его выстоем за время полного оборота кулачка.
Наличие большого количества переходных участков приводит к тому что выбор закона движения ведомых звеньев целиком диктуется технологией изготовления профилей кулачков. Анализ показывает что работа кулачковых механизмов сопровождается небольшими скоростями ведомых звеньев. В начале и конце интервала перемещения а также при переходе ролика с одной дуги окружности на другую происходят удары ведомого звена. Динамические нагрузки в кулачковых парах велики из-за больших углов давления (=40-50°). Наибольшие контактные напряжения в кулачковых парах при 1200 обмин превосходят допускаемые контактные напряжения. Это ведет к износу кулачкового механизма появляются шум и вибрации. Срок службы кулачковой пары “сталь-сталь” составляет 4-6 месяцев. Притирка сопрягаемых поверхностей в настоящее время осуществляется вручную а методы восстановления изношенных поверхностей кулачка дорогостоящие. Изготовление кулачков также дорого на их замену требуется несколько часов. Кроме того специфика например обувного производства требует от полуавтоматов такого типа возможности быстрой переналадки на другой контур непосредственно в условиях их эксплуатации что затруднительно при использовании программоносителей механического типа. Многие процессы перемещения исполнительных устройств которые ранее ограничивались лишь механикой в настоящее время успешно осуществляются с помощью микро-ЭВМ управляющих шаговыми двигателями встроенными в швейные полуавтоматы что было отмечено на Международной специализированной выставке швейного оборудования в 1985 году в г. Кельне (ФРГ).
За рубежом специализируются на выпуске закрепочных полуавтоматов такие фирмы и предприятия как “Pannonia” (ВНР) “Pfaff” “Adler” “Durkopp” (Германия) “Singer” (США) “Yuki” “Brother” “Mitsubishe” (Япония) “Hecci” (Италия) и некоторые другие. Опыт эксплуатации автоматизированных швейных агрегатов этими фирмами показал что создание закрепочных полуавтоматов для существующих технологических процессов изготовления швейных обувных и кожгалантерейных изделий вполне целесообразно. Проведем небольшой анализ существующих моделей закрепочных полуавтоматов с МПУ выпускаемых этими фирмами:
Закрепочный полуавтомат “Флекситакер” (США). Поле обработки 50×108 мм позволяет осуществить любой узор строчки до 750 стежков. Замена блоков памяти занимает от 1 до 3 минут а иногда 34-45 с в то время как на замену кулачков требуется несколько часов. Такая степень гибкости резко увеличивает коэффициент использования машины.
Закрепочный полуавтомат с управлением от ЭВМ-АСВ-А. Модели PLK-109 и PLK-0503 фирмы “Mitsubishe” (Япония). Поле обработки 50×30 мм. Скорость до 2000 обмин. Электродвигатель Limi-StopZ. В качестве программоносителя используется постоянная памяти – плата PROM в которой содержится до десяти различных программ общим количеством до 1000 стежков. Длина стежка 02-6 мм. Закрепочный полуавтомат PLK-0604 фирмы “Mitsubishe” (Япония) создан на базе PLK-109 отличается увеличенным полем шитья которой составляет 60×40 мм. Используется плата PROM с 10 мотивами и 4000 стежками. Скорость до 2000 обмин. Длина стежка 02-6 мм. Модель PLK-0303. Поле обработки 30×30 мм. Скорость до 2000 обмин. Длина стежка 02-6 мм. На плате PROM записано 20 мотивов по 100 стежков. Модель PLK-1210. Поле обработки 120×100 мм. Скорость до 2000 обмин. Длина стежка 02-6 мм. Емкость платы PROM достигает 4000 стежков.
Закрепочные полуавтоматы серии LK-1850 1852-1 1852-2 и т.д. фирмы “Yuki” (Япония). В их конструкции: цилиндрическая платформа качающийся челнок. Скорость: 1800 обмин для синтетических нитей 2300 обмин для хб нитей. Поле обработки 40×20 мм. Число стежков в закрепке 14-42. Модель LK-980. Скорость 2200 обмин. Поле обработки 90×60 мм. Число стежков в закрепке 14-128 (стандартным является 42).
Закрепочный полуавтомат BAS-320 фирмы “Brother” (Япония). Поле обработки 120×100 мм. Скорость до 2000 обмин. Длина стежка 02-62 мм. Емкость постоянной памяти составляет до 2000 стежков.
Закрепочный полуавтомат VAN 2422 фирмы “Hecci” (Италия). Поле обработки 60×120 мм. Скорость до 2800 обмин. Длина стежка 015-5 мм. Количество стежков в рисунке 1500-2000.
Закрепочные полуавтоматы класса 2571-201 и класса 3338 фирмы “Pfaff” (Германия). В полуавтоматах класса 3571-201 координатное устройство смонтировано как отдельная приставка с полем обработки 120×150 мм. В полуавтоматах класса 3338 наличие механизма зигзага иглы вдоль платформы и вращающегося челнока применяемого в петельных полуавтоматах позволяет увеличить скорость до 4000 обмин.
Из ознакомительного анализа имеющихся образцов можно сделать вывод что за рубежом большое распространение получили закрепочные полуавтоматы с МПУ. Координатное перемещение рабочего стола осуществляется шаговыми двигателями специально сконструированными чтобы осуществить перемещение шагами соответствующими строчке. Шаговое перемещение объединяет в себе высокую шаговую разрешающую способность и малую инерцию позволяя высокоточное и высокоскоростное образование стежков. Микропроцессоры в системах управления современного автоматизированного электропривода увеличивают гибкость и приспособляемость к конкретным условиям технологического процесса улучшают качество работы благодаря введению адаптации и самотестирования. Основное преимущество использования микропроцессоров в электроприводах – возможность широкой унификации аппаратной части системы управления. Дифференцировано распределить достоинства механизма программного перемещения можно следующим образом:
- повышение производительности труда технологической мобильности расширение технологических возможностей (механические программоносители позволяют делать до 128 стежков электронные программоносители – начиная с 2500 стежков и больше по мере усложнения постоянных памяти) возможность расширения поля обработки исключение необходимости продолжительной процедуры замены кулачков и передач;
- повышение качества готовой продукции расширение ассортимента повышение эстетических показателей;
- повышение надежности механизма перемещения и технического уровня эксплуатации машины;
- создание основы для разработки и внедрения новых техпроцессов возможности выполнения спецузоров невыполнимых на обычных закрепочных полуавтоматах;
- улучшение условий труда снижение требований к квалификации оператора повышение коэффициента использования материала уменьшение потребности в швейном оборудовании на конкретном производстве и соответственно экономия производственных площадей;
- появление возможности создания автоматизированных участков цехов фабрик.
Из вышеизложенного вытекает что в настоящее время назрела необходимость в разработке отечественного закрепочного полуавтомата с МПУ и одной из основных задач при разработке такого полуавтомата является разработка и исследование механизма программного перемещения.

Заключение.doc

Различные разделы проекта подтверждают возможность и целесообразность проведения данного вида модернизации закрепочного полуавтомата класса 1820. Расчет скоростного режима подтверждает что спроектированная конструкция механизма перемещения с МПУ позволяет развить скорость шитья имеющуюся у базового варианта. Технико-экономический расчет убеждает что наряду с возрастанием технологической мобильности полуавтомата падает его себестоимость и уменьшаются затраты на его обслуживание. Экспертиза спроектированного полуавтомата проведенная с позиций охраны труда и промышленной экологии удостоверяет что модернизация обуславливает облегчение труда снижение разряда работ персонала его обслуживающего. Использование механизма с микропроцессорной техникой является экологически безопасным.
Проведение научно-исследовательской работы по изучению влияния направления перемещения полуфабриката на качество строчки указывает на ненадобность дополнительных мер по конструктивному улучшению закрепочного полуавтомата для достижения нужного качества шитья.

3.2.doc

3.2 Расчет приведенных моментов инерции и моментов сил сопротивления
Поскольку механизм продвижения материала заимствован с имеющейся конструкции у петельного полуавтомата с МПУ для звеньев геометрия которых не изменилась значения инерционных характеристик остаются прежними. Но для расчета приведенных к ротору шагового двигателя моментов инерции звеньев механизмов необходимо определить инерционные характеристики всех движущихся звеньев. Возможности твердотельного моделирования в графическом редакторе КОМПАС-3D V7 включают сервисные функции среди которых имеется опция расчета инерционных характеристик твердотельных моделей.
Построение упрощенных моделей звеньев 50-54 57 58 60-62 позволяет вычислительными средствами графического редактора рассчитать их инерционные характеристики значения которых сведем в таблицу 3.1.
В расчете инерционных характеристик кинематических звеньев следует учесть детали непосредственно не участвующие в динамике механизмов но служащие для крепления (шарниры пластины крепежные детали) а также количество деталей. Для уточненных инерционных характеристик кинематических звеньев составляется таблица 3.2
Приведенный к ротору шагового двигателя момент инерции всех звеньев механизма продольных перемещений определяется
где I56a – момент инерции ротора шагового двигателя.
Приведенный к ротору шагового двигателя момент инерции всех звеньев механизма поперечных перемещений определяется
Таблица 3.1 – Инерционные характеристики измененных звеньев
Геометрические и инерционные характеристики
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
m=119×10-2 кг;V=153×10-6 м3;
m=113×10-2 кг;V=144×10-6 м3;
m=558×10-2 кг;V=201×10-5 м3
m=0203 кг;V=260×10-5 м3;
Полиамид ПА6 блочный марки Б ТУ 6-05-988-87
m=478×10-3 кг;V=468×10-6 м3
m=311×10-2 кг;V=112×10-5 м3;
m=252×10-2 кг;V=907×10-6 м3;
m=188×10-2 кг;V=676×10-6 м3;
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
m=119×10-1 кг;V=151×10-5 м3;
Таблица 3.2 – Инерционные характеристики кинематических звеньев
Инерционные характеристики
шестерня (рис. 3.2);
винтами в расчете пренебрегаем
подшипники 1000093 ГОСТ 8338-75
коромысло (рис. 3.6)
винт В.М4-6g ГОСТ 1476-84
вал квадратный (рис. 3.8)
Продолжение таблицы 3.2
m=199×10-1 кг; I=261×10-6 кгм2
Приведенный к ротору шагового двигателя момент сил сопротивления для механизма продольных перемещений определяется
где Рс – сила активного сопротивления прижима равная сумме силы трения качения подшипников по валам квадратного вала и силы трения материала о стол полуавтомата то есть
где G – вес движущейся системы звеньев (звенья 53 54 55 57 58 59 61 62)
общ – общий коэффициент полезного действия опор участвующих в динамике механизма (в каждом из коромысел по 4 подшипника но конструкция позволяет для каждого коромысла принять =099)
N – сила прижатия материала равная 2 Н [1]
kтр – коэффициент трения материала о стол полуавтомата kтр=04 [1].
Аналогично определяется приведенный к ротору шагового двигателя момент сил сопротивления механизма поперечных перемещений.
3 Расчет скоростного режима
В проекте используется шаговый двигатель ДШИ 200-3 основные показатели которого приведены в таблице 3.3. Кинематические и динамические ограничения на скоростной режим обусловлены механическими характеристиками рассматриваемого типа шагового двигателя и выглядят следующим образом:
где м м – соответственно угловые скорость и ускорение ротора шагового двигателя;
Мд - движущий момент ротора;
Мн – момент нагрузки.
Методика расчета сводится к оптимизации значений угловой скорости и углового ускорения при которых время перемещения каретки за один цикл будет минимальным. Расчет момента нагрузки для различных значений углового ускорения сведем в таблицу 3.4.
Сравнение полученных значений момента нагрузки с имеющимися значениями движущего момента на графике механических характеристик двигателя (рисунок 3.11) позволяет обнаружить что скоростной режим охватывает весь диапазон угловых ускорений для обоих механизмов за исключением м=20000с-2.
Для предшествующего значения м=18000с-2 в соответствии с механическими характеристиками двигателя значения угловой скорости будут следующими (рисунок 3.11): м=49 с-1 для механизма продольных перемещений и м=47 с-1 для механизма поперечных перемещений. Попытки
Таблица 3.3 – Основные показатели шагового двигателя
Наименование показателя
Максимальный статический момент Н×м
Момент инерции ротора кг×м2
Максимальная приемистость Гц
Номинальной напряжение питания фазы В
Амплитудное значение тока фазы А
Таблица 3.3 – Расчет приведенного к валу ШЭД механизма продольного перемещения момента нагрузки
Механизм продольных перемещений
Механизм поперечных перемещений
Рисунок 3.11 – Механические характеристики шагового двигателя ДШИ 200-3
оптимизировать значения угловой скорости дают результат для длины стежка sст=3 мм
Но повышать угловую скорость при неизменном угловом ускорении не представляется возможным поскольку тогда уменьшается значение движущего момента. В таком случае расчет возможной скорости шитья производится для значений угловых скоростей снятых с механических характеристик двигателя.
где kтр – коэффициент транспортирования kтр=04-06. Для закрепки обусловлено kтр=045 [16].
Значения возможной скорости шитья при различных значениях длины стежка сведены в таблицы 3.5 3.6.
Таблица 3.5 – Значения возможной скорости шитья для механизма продольных перемещений
Таблица 3.6 – Значения возможной скорости шитья для механизма продольных перемещений
Полученные значения (таблицы 3.4 3.5) показывают возможность достижения необходимой скорости шитья на проектируемом закрепочном полуавтомате.

Содержание.doc

Обзор механизмов подачи материала закрепочных полуавтоматов с МПУ
Проектирование механизма подачи материала
Расчет шагового электропривода
Исследование показателей качества строчки

Приложение.doc

Спецификация на кинематическую схему
Спецификация на сборочный чертеж полуавтомата

Литература.doc

Буевич Т. В. Разработка и исследование петельного полуавтомата с микропроцессорным управлением. Дисс канд. техн. наук - Витебск: ВГТУ 2000.
Вальщиков Н.М. Зайцев Б.А. Вальщиков Ю.Н. Расчет и проектирование машин швейного производства. – Л.: Машиностроение 1973.
Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков инженеров и врачей. В 3-х т.Под ред. Н.В.Лазарева. Э.Н. Левиной.-7-е изд. перераб. И доп.- Л.: Химия1976 .
Гарбарук В.П. Расчет и конструирование основных механизмов челночных швейных машин. – Л.: Машиностроение 1977.
Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: Справочник – Л.: Машиностроение Ленинград. отд-ние 1984.
ГОСТ 12566-88. Изделия швейные бытового назначения. Определение сортности.
ГОСТ 20521-75. Технология швейного производства (Термины и определения).
ГОСТ 4103-82. Изделия швейные. Методы контроля качества.
ГОСТ 9176-77 Изделия трикотажные. Методы испытания швов.
Делль Р.А. Об оценке качества ниточных швов Швейная промышленность 1974 №5.
Детали машин в примерах и задачах: Учеб. пособие Под общ. ред. С.Н. Ничипорчика. – 2-е изд. – Мн.: Выш. школа 1981.
Дусматов Х. С. Разработка и исследование механизмов вышивального полуавтомата с микропроцессорным управлением. Дисс канд. техн. наук - Витебск: ВГТУ 1995.
Иванов М.Н. Детали машин. – М.: Высшая школа 1984.
Кириллов А.Г. Разработка и исследование механизмов и устройств полуавтомата с МПУ для настрачивания накладных карманов. Дисс канд. техн. наук - Витебск: ВГТУ 2000.
Кнорринг Г.М. Осветительные установки. - Л.: Энергоиздат Ленингр. Отд-ние1981.
Конструктивно-унифицированный ряд короткошовных полуавтоматов класса 820 В.П. Полухин А.В. Тер-Богдасаров В.Ф. Степанов. – М.: Легпромбытиздат 1990.
Комиссаров А.И. Теоретические основы проектирования швейных машин челночного типа. Дисс. доктора технических наук. - М.: МТИЛП 1968.
Комиссаров А.И. Сторожев В.В. Червяков Ф.И. Влияние структуры переплетения нитей на качество челночных строчек. Научные труды МТИЛП. - М.: МТИЛП №27 1963.
Краснощеков Л.Ф. Расчет и проектирование воздухонагревательных установок для систем приточной вентиляции. - Л.: Стройиздат 1972.
Курсовое проектирование деталей машин: Справ. пособие. Часть 1А. В. Кузьмин Н. Н. Макейчик В.Ф. Калачев и др. – Мн.: Выш. школа 1982.
Курсовое проектирование деталей машин: Справ. пособие. Часть 2А. В. Кузьмин Н. Н. Макейчик В.Ф. Калачев и др. – Мн.: Выш. школа 1982.
Методические указания к лабораторным работам по курсу “Основы автоматизированного проектирования машин для студентов специальности Т.05.05.00 дневной и заочной формы”. - Витебск ВГТУ 2001.
Новичихина Л.И. Справочник по техническому черчению. – Мн.: Выш. школа 1976.
Оборудование швейного производства. Вальщиков Н.М. Шарапин А.И. Идиатулин И.А. Вальщиков Ю.Н. – М.: Легкая индустрия 1977.
ОСТ 17-739-78. Изделия швейные. Методы определения разрыной нагрузки и удлинения ниточных швов.
ОСТ 17-835-80. Изделия швейные. Технические требования к стежкам строчкам и швам.
Охрана труда в машиностроении:Учеб. для студ. машиностроит. спец. ВУЗов Е.Я.Юдин С.В.Белов С.К.Баланцев и др.; Под ред. Е.Я.Юдина С.В.Белова.-2-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение 1983.
ОСТ 17-835-80. Изделия швейные. Технические требования к стежкам строчкам и швам.
Полтев М.К. Охрана труда в машиностроении: Учеб. для студ. машиностроит. спец. ВУЗов.- М . : Высш. шк. 1980.
Правила устройства электроустановок Минэнерго СССР.- 6-е изд. перераб. и доп. - М .: Энергоатомиздат 1987.
Провести поисковые научно-исследовательские работы по определению возможности создания короткошовного полуавтомата с МПУ. Отчет о НИР ХД-98-224. - Витебск: ВГТУ 1996.
Разработка швейного полуавтомата с программным управлением для стачивания по контуру деталей одежды: Отчет о НИР. – Витебск: ВГТУ 1994.
Савостицкий А. В. Меликов С. Х. Технология швейных изделий Под редакцией А. В. Савостицкого. – М.: Легкая и пищевая промышленность 1982.
Справочник химика: в 3-х т. - 2-е изд. перераб. и доп.-М. - Л.: Госхимиздат 1963.
ССБТ. ГОСТ 12.1.005-88.Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. - М.: Издательство стандартов 1988 .
ССБТ. ГОСТ 12.1.006-84. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля. - М.: Издательство стандартов 1984.
ССБТ. ГОСТ 12.1.007-76. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. - М.: Издательство стандартов 1976 .
ССБТ. ГОСТ 12.1.011-78. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний. - М.: Издательство стандартов 1978.
ССБТ. ГОСТ 12.2.007.0-75. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности. - М.: Издательство стандартов 1977.
ССБТ. ГОСТ 12.4.011-89. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация. - М.: Издательство стандартов 1989.
ССБТ. ГОСТ 12.4.034-85. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка. - М.: Издательство стандартов 1985.
Червяков Ф.И. Сумароков Н.В. Швейные машины. – М.: Машиностроение 1968.
Червяков Ф.И. Николаенко А.А. Швейные машины. - М.: Машиностроение 1976.
Шаньгина В.Ф. Оценка качества соединений деталей одежды. - М.: Легкая и пищевая промышленность 1981.
Шаньгина В.Ф. Структурная схема показателей качества соединений деталей одежды. Известия ВУЗов. - ТЛП 1983 №2.
Экономика машиностроительного производства И.М. Бабук Э.И. Горнаков Б.И. Гусаков А.М. Панин. Под общ ред. И. М. Бабука. – Мн.: Вышейшая школа 1990.

2.doc

1 Кинематическая схема закрепочного полуавтомата и ее описание
На различных этапах проектирования кинематической схемы механизма продвижения материала предлагалось множество вариантов ее решения. Среди первых рассматривались варианты где было предусмотрено сохранение рамки полуавтомата 1820 класса. В качестве примера можно привести кинематическую схему с рычажным исполнением обоих механизмов (рисунок 2.1) и кинематическую схему механизма поперечных перемещений с червячной передачей (рисунок 2.2). Поскольку рамка со всеми деталями оказалась достаточно тяжелой приводы таких механизмов как показали расчеты не выдерживали необходимого скоростного режима. В результате было предложено использовать модульный механизм заимствованный с петельного полуавтомата с МПУ. Так как поле обработки для закрепки больше чем для петли требовалось оба механизма снабдить зубчато-реечными передачами но конструктивное решение такого варианта оказалось достаточно громоздким. Консультации с сотрудником кафедры “Автоматизация технологических процессов и производств” Давыдько А.П. позволили уточнить что программно можно устранить погрешность перемещения вызванную криволинейностью годографа скорости шарнира коромысла механизма поперечных перемещений. Поэтому остановились на варианте кинематическая схема которого представлена на рисунке 2.3. Из закрепочного полуавтомата 1820 класса удалили систему распределительных и передаточных валов сообщающих движение копирному диску механизм перемещения материала прижимную рамку механизм нитеотводчика и подъема лапок. Проектируемый полуавтомат содержит следующие механизмы: механизм иглы и нитепритягивателя механизм челнока механизм обрезки ниток и механизм перемещения материала с узлом подъема лапок.
Механизмы иглы и нитепритягивателя. Ведущим звеном (рисунок 2.3) обоих механизмов является кривошип 3 закрепленный на конце главного вала 2. С помощью винтов в кривошипе крепится ступенчатый палец 4. На внутреннюю ступень пальца одевается нитепритягиватель 10 который посредством оси соединен с коромыслом 11. Последнее одевается на ось закрепленную в корпусе головки. На внешнюю ступень пальца 4 одевается верхняя головка шатуна 5. Нижняя головка шатуна одевается на цилиндрический отросток поводка 6 который входит в отверстие ползуна 7 расположенного в пазу направляющей. Последняя прикрепляется к корпусу рукава винтами. В отверстие поводка 6 вставлен игловодитель 8 и закреплен винтом. Игловодитель имеет две направляющих втулки. Снизу в нем имеется отверстие в которое вставляется игла 9 зафиксированная винтом.
Механизм челнока. В машине используется центрально-шпульный колеблющийся челнок угол качания которого составляет 208 210o. Он получает движение с помощью шарнирно-рычажного механизма. Механизм привода челнока включает кривошип 16 (рисунок 2.3) закрепленный на нижнем распределительном валу 15 с помощью винта. Распределительный вал получает движение от главного через зубчато-ременную передачу (1-14). В кривошипе имеется палец фиксируемый винтом. На палец надевается шатун 17 вторая головка которого посредством шарнирной оси соединена с проушинами коромысла 18. На коромысле имеется зубчатый сектор 19 который находится в зацеплении с зубьями вала-шестерни 20 (передаточное число передачи 1:3) на котором и крепится челнок 21. Коромысло устанавливается на оси которая крепится в корпусе головки машины.
Механизм обрезки ниток. Выполняет обрезку челночной и игольной нити в конце строчки. Концы ниток (снизу под материалом) после обрезки не превышают 6 мм. Обеспечивает необходимый остаток игольной нити в игле достаточный для образования первого стежка. Ведущим звеном механизма является диск 22 (рисунок 2.3) закрепленный на главном валу полуавтомата. На диске имеются два кулачка расположенные по обеим торцевым частям
Рисунок 2.1 – Вариант решения кинематической схемы механизма перемещения материала с использованием рычажных передач и сохранением рамки
Рисунок 2.2 – Вариант решения кинематической схемы механизма перемещения материала с использованием червячной передачи и сохранением рамки
диска. В рабочем положении с кулачками контактируют ролики 23 и 25. Ролик 25 установлен на откидном рычаге 26 который с помощью шарнирной оси 28соединен с рычагом 27. Ролик 23 установлен на рычаге 24 который посредством клеммового соединения связан с осью 30. На этой же оси закреплен и рычаг 27. Ось 30 свободно располагается в отверстии корпуса рукава. Пружина 29 надетая на отросток оси 30 упирается в откидной рычаг 26. Сила пружины стремится отвести рычаг таким образом чтобы ролик 25 не контактировал с кулачком. Для введения устройства включения в рабочее положение предусмотрена система звеньев получающая движение от электромагнита 43 и включающая стержень 44 с концевой гайкой двуплечий рычаг 45 установленный на шарнирном винте 46 поперечину 47 закрепленную в рычаге 45 винтом и шпильку 48 с контргайкой. Передача движения ножу осуществляется с помощью рычага 31 закрепленного на оси 30. В отверстии рычага имеется сферический вкладыш который охватывает сферическую цапфу болта. На него одевается головка стержня 32. Аналогичным образом соединяются нижняя головка стержня 32 с вильчатым двуплечим рычагом 34. Двуплечий рычаг 34 устанавливается на оси 33. Вертикальное плечо рычага 34 имеет паз куда вставлен ролик 35. Последний соединен с колодкой которая винтами прикреплена к штанге 36. Штанга установлена в направляющем пазу корпуса платформы и удерживается в нем с помощью накладок. К переднему (по отношению к оператору) концу штанги 36 прикреплен винтами кронштейн 37. Он посредством шарнирных осей и тяги 38 соединен с двуплечим рычагом 39. Шарнирный винт служит осью поворота данного рычага. Ножевое устройство присоединяется снизу к игольной пластинке. Подвижный нож 41 (лезвие 42) совместно с нитеотводной пластинкой устанавливается на шарнирном винте и фиксируется гайкой. Нож имеет отверстие куда вставлена шпилька 40 входящая снизу в паз рычага 39. Неподвижный нож выполнен в виде узкой изогнутой пластинки. Крепится снизу к игольной пластинке с помощью винтов.
Механизм перемещения материала. Прижимная рамка 55 сообщает материалу движение в двух взаимно перпендикулярных направлениях: продольном и поперечном. Поперечное перемещение прижимной рамке 55 сообщается от шагового двигателя 49 через зубчатую пару 50-51 вал 52 коромысло 53 и каретку 54. Продольное перемещение прижимной рамке 55 сообщается от шагового двигателя 56 через зубчатую передачу (шестерню 57 – рейку 58) пластину 59 коромысло 61 тягу 62 и каретку 54. Продольное перемещение звеньев механизма поперечного перемещения возможно благодаря конструкции квадратных валов 52 и 60. Прижимное усилие рамка получает от пружины 70 через коромысло 71 закрепленное на валу 60. Подъем прижимной рамки 55 осуществляется от электромагнита 63 через двуплечее коромысло 64 тягу 65 коромысло 66 вал 67 коромысло 68 тягу 69 коромысло 71.
2 Технические характеристики полуавтомата
Закрепочный полуавтомат 1820М предназначен для выполнения строчек сложной конфигурации с полем обработки 60×40 мм с неограниченном числом уколов. Область применения – швейная галантерейная трикотажная и обувная промышленность. Исполнение УХЛ категория размещения 4 по ГОСТ 15150-69.
Частота вращения главного вала обмин
Дискрета перемещения мм
хлопчатобумажные в 3 и 6 сложений №30 40 50; армированные 36ЛХ 44ЛХ 44ЛХ КОС
шелковые №33А ГОСТ 22665-83
Пошиваемые материалы
ткани одежные чистошерстяные шерстяные и полушерстяные ГОСТ 2800-88;
ткани хлопчатобумажные и смешанные защитные ГОСТ 11209-85;
ткани хлопчатобумажные и смешанные одежные ГОСТ 21790-93;
ткани сорочечные из химических нитей и смешанной пряжи ГОСТ 11518-90
полотно трикотажное ГОСТ 28554-90;
ткани суконные чистошерстяные и полушерстяные ведомственного назначения ГОСТ 27542-87;
полотно нетканое иглопробивное из смеси лавсанового и вискозного волокна или ткань бортовая из льнолавсановой пряжи с клеевым покрытием;
кожа хромовая для верха обуви ГОСТ 939-94
Максимальная толщина сшиваемых материалов в сжатом состоянии мм
Высота подъема прижима мм
Концы ниток после обрезки мм не более
Стойкость ножей до перезаточки смен не менее
Средняя наработка на отказ ч не менее
Электродвигатель мощность кВт
Габариты полуавтомата мм не более: длина

4.doc

4 Научно-исследовательская часть. Исследование показателей качества строчки
1 Обзор методов и средств исследования
Вид переплетения ниток в стежке характеризуется расположением (формой) скобы переплетения верхней нитки. В свою очередь вид переплетения ниток в стежке является одним из основных факторов влияющих на изменение крутки верхней нитки и ее обрывность. Кроме того вид переплетения оказывает существенное влияние на качество строчки. Комплекс показателей определяющих качество строчки принято дифференцировать на 5 групп [46]: 1) эстетические; 2) деформационные; 3) механические; 4) эксплуатационные; 5) экономические. В первую группу входят показатели влияющие на внешний вид шва: а) ровнота линии строчки; б) равномерность частоты строчки; в) плотность затяжки стежков; г) целостность строчки. Группа учитывающая деформацию ниточных соединений содержит следующие показатели: а) волнистость материала по линии шва; б) стачивание материала нитками; в) посадка нижнего слоя материала. Третья группа определяет устойчивость шва к действию различных деформаций и включает в себя показатели: а) прочность шва вдоль линии строчки; б) удлинение шва вдоль строчки; в) прочность шва поперек строчки; г) жесткость шва; д) повреждаемость (прорубка) материала. Эксплуатационные свойства ниточных соединений определяет четвертая группа объединяющая следующие показатели: а) выносливость; б) остаточная циклическая деформация; в) устойчивость к истиранию; г) устойчивость к светопогоде; д) устойчивость к стирке; е) устойчивость к химчистке; ж) распускаемость строчки; з) осыпаемость ткани в шве. В пятую группу входят показатели определяющие экономичность изделий: а) расход материала; б) расход ниток. Необходимо также отметить что ниточные соединения различаются по функциональному признаку и поэтому выделяют следующие группы [47]: 1) соединительные швы испытывающие при эксплуатации одежды воздействие значительных силовых нагрузок (плечевые боковые швы и т.д.); 2) швы испытывающие при эксплуатации одежды воздействие незначительных силовых нагрузок (отделочные строчки по краю воротников клапанов накладных карманов и т.д.); 3) декоративные строчки не рассчитанные на восприятие внешних силовых факторов (отделочные строчки вышивки и т.д.).
Переплетение ниток в нормальном двухниточном челночном стежке (рисунок 4.1 а) представляет собой вид веревочки в которой верхняя нитка обводится вокруг нижней нитки по часовой стрелке. Указанная строчка считается нормальной для стачивания тканей и других материалов. Такой вид переплетения ниток в стежке отвечает технологическим требованиям (нераспускаемость одинаковый и минимальный расход на стежок верхней и нижней ниток и др.). Такой вид переплетения создается почти всеми стачивающими машинами при рабочем направлении перемещения материала. В дальнейшем будем называть его первым или основным видом переплетения. Стежок с нужным переплетением нитей может получаться только при соблюдении определенных условий.
При некоторых условиях может получиться второй вид переплетения ниток с левым узлом (рисунок 4.1 б) в котором петля из верхней нитки повернута по часовой стрелке если смотреть снизу. Может получиться третий вид переплетения (рис. 4.1 в) отличающийся от основного тем что верхняя нитка переплетается с нижней против часовой стрелки. Такое переплетение ниток мало отличается от основного но требует применения ниток другого направления крутки. Третий вид переплетения является “обратным” первому.
На рисунке 4.1 г указан четвертый вид переплетения ниток с правым узлом в котором петля из верхней нитки повернута против часовой стрелки. Четвертый вид переплетения является “обратным” второму. Имеет место пятый вид переплетения с двумя узлами (рисунок 4.1 д).
Наибольшее распространение имеют первые два вида переплетения другие виды переплетения встречаются редко.
Получаемые в переплетении узлы при сшивании мягких материалов дают некрасивую строчку имеющую форму елочки. Кроме того расход верхней нитки на стежок увеличивается на 40% по сравнению с расходом нитки при основном виде переплетения. Такого переплетения нельзя допускать при основном направлении перемещения материала. Оно рекомендуется для закрепления шва от распускания в конце шитья (на закрепках). Кроме того для затягивания стежка с таким переплетением требуется повышенное натяжение верхней нитки в особенности при сшивании плотных материалов (кожи резины и др.).
Характер переплетения ниток в челночном стежке зависит от следующих основных факторов:
а) расположения носика челнока относительно иглы;
б) направления вращения челнока;
в) расположения нижней нитки относительно иглы;
г) направления перемещения материала;
Петля верхней нитки обводимая челноком вокруг шпульки имеет две ветви: короткую К и длинную Л. Расположение этих ветвей по отношению к носику челнока оказывает большое влияние на характер переплетения ниток. В швейной машине с центрально-шпульным качающимся челноком ветви петли при обводе вокруг шпульки не меняют первоначального своего положения между тем как в швейной машине с вращающимся челноком при обводе вокруг шпульки расположение ветви неизбежно меняется и вся петля поворачивается на 180° по часовой стрелке если смотреть на петлю снизу. Направление перемещения материала также оказывает большое влияние на характер переплетения ниток. В стачивающих машинах перемещение материала как правило имеет одно главное направление – от работающего или одно единственное направление. Обратное направление перемещения материала требуется для закрепления шва закрепкой. В различных полуавтоматах (петельных закрепочных и др.) продвижение материала производится в различных направлениях. Изменение направления перемещения материала неизбежно влечет за собой и изменение расположения нижней нитки по отношению к игле что также оказывает свое влияние и на характер переплетения ниток в стежке. Для изучения влияния конструктивных особенностей челноков на вид переплетения ниток в стежке рассмотрим на конкретных примерах процесс образования стежков при различных направлениях перемещения материала на полуавтомате использующем качающийся челнок. При этом нас будет интересовать расположение ветвей петли верхней нитки в период захвата ее носиком челнока расширения и обвода вокруг шпульки с нижней ниткой расположение и вид скобы переплетения верхней нитки при затягивании стежка.
Первый пример. Рассмотрим вид переплетения ниток выполняемом машиной 220М класса при перемещении материала от работающего (по стрелке А на рисунке 4.2). Челнок при рабочем ходе поворачивается по часовой стрелке его носик подходит к игле справа (если смотреть со стороны работающего на машине рис. 4.2 а). При захвате петли носиком челнока короткая ветвь К располагается сзади иглы (рис. 4.2 б) а длинная Д — впереди. При обводе петли вокруг шпульного колпачка челнок только расширяет петлю и ветви ее располагаются так же как при захвате петли (рис. 4.2 в). При затягивании петли в стежке получается первый вид переплетения ниток. Скоба переплетения располагается в плоскости перпендикулярной к линии строчки и обводит нижнюю нитку по часовой стрелке (рис. 4.2 г д).
Второй пример. Переплетение ниток в стежке при обратном направлении перемещения материала (на работающего по стрелке Б рис.4.3). В этом случае нижняя нитка выходит из шпульного колпачка снаружи челнока поэтому в период захвата носиком челнока петли верхней нитки как длинная ее ветвь Д так и короткая К располагаются сзади нижней нитки (рис. 4.3 а). Длинная ветвь петли Д располагается впереди носика челнока короткая — сзади. При обводе вокруг шпульного колпачка короткая ветвь петли К проходит сзади челнока; длинная Д — снаружи (рис. 4.3 б). При выводе петли из челночного устройства и ее затягивании в стежке образуется левый узел (рис. 4.3 в) т. е. второй вид переплетения.
Третий пример. Рассмотрим переплетение ниток в стежке выполняемом при перемещении материала вдоль платформы машины т. е. влево или вправо от работающего в направлении перпендикулярном к плоскости вращения челнока. Характер переплетения ниток при перемещении материала влево от работающего зависит от расположения короткой ветви петли относительно иглы. В том случае когда короткая ветвь петли К располагается сзади от иглы как указано на рисунке 4.4 а то в стежке получается основной вид переплетения ниток а если короткая ветвь находится спереди от иглы то в переплетении образуется узел (рис. 4.4 б). При перемещении материала вправо от работающего на характер переплетения ниток оказывает влияние положение нижней челночной нитки Н относительно иглы. В том случае когда нижняя челночная нитка проходит сзади иглы (рисунок 4.4 в) в стежке получается основной вид переплетения ниток. Но если нижняя нитка Н выходит спереди иглы то в переплетении образуется узел (рисунок 4.4 г).
Таким образом челнок полуавтомата 220М класса дает при шитье различные переплетения: при перемещении материала влево от работающего – нормальное переплетение при обратном перемещении – узлы и елочку в других направлениях – или то или другое. При этом теряется соответствующее качество строчки.
В аналитических работах Червякова Ф.И. Сторожева В.В. Комисарова А.И. [17 18 44 45] содержатся теоретические выкладки по обзору различных переплетений ниток в стежке для различных челноков основанные на экспериментальных исследованиях качества челночной строчки головок получаемых на универсальных швейных машинах 1022-М 26 34 230 97 классов. Приводятся 12 примеров возможных переплетений ниток для типовых машин. Три из них оговорены выше.
Для случая использования ротационного челнока приведем результаты исследований для машины 22-А класса. При перемещении материала от работающего получается основной вид переплетения ниток в стежке. При обратном направлении перемещения материала в переплетении верхней нитки стежка получается левый узел. При перемещении материала вправо от работающего большое влияние на характер переплетения оказывает также расположение нижней нитки относительно иглы. Если нижняя нитка выходит впереди от иглы то в переплетении получается узел. При перемещении характер переплетения ниток зависит от расположения короткой ветви петли относительно иглы. В том случае когда короткая ветвь располагается сзади петли то в переплетении получается нормальная строчка если же короткая ветвь петли выходит впереди иглы то в переплетении ниток получается узел. Исследования для этих швейных головок непригодны для анализа строчки получаемой на полуавтомате из-за отсутствия в головках автоматизированного привода с МПУ механизма автоматической обрезки нитей механизма автоматического подъема прижимных лапок.
Следует оговорить методы применяемые для оценки показателей качества ниточных соединений [8 9 10 25 26]. Среди них традиционно различают технические и эвристические методы измерений. Показатели эмоционального психологического и эргономического воздействия оцениваются эвристическими методами. Для швейной промышленности характерна одна из разновидностей такого рода методов – органолептическая с помощью которой оценивают следующие показатели: ровноту линии строчки целостность строчки плотность затяжки стежков. В качестве технических способов используют измерительные регистрационные и расчетные методы Измерительные используют при определении отклонений в ширине шва или расстоянии отделочной строчки
Рисунок 4.1 – Виды переплетений ниток в стежке
Рисунок 4.2 – Переплетение ниток в стежке качающимся челноком при перемещении материала от работающего
Рисунок 4.3 – Переплетение ниток в стежке качающимся челноком при обратном направлении перемещения материала
Рисунок 4.4 – Переплетение ниток в стежке качающимся челноком при направлении перемещения материала вдоль платформы
от края при установлении прочности шва на разрыв деформации шва нитками и др. Регистрационный метод позволяет определять частоту строчки прорубаемость материала иглой и т.д. Расчетный метод применяется в том случае если показатель качества нельзя определить непосредственно при измерении.
Критерии оценки качества ниточных соединений и допускаемые пределы их варьирования сведены в таблицу 4.1 которая составлена на основании исследований проведенных в [34].
Помимо описанных выше исследований проведены различные эксперименты по анализу переплетения ниток на полуавтоматах с программным управлением (госбюджетная НИР ГБ-94-169 [14]). Приведем некоторые результаты. Экспериментальная установка создана на базе промышленной швейной машины 31-13+100 класса и координатного устройства с микропроцессорным управлением. Методика проведения была следующей. В пяльцы заправлялась бумага и прошивались прямые строчки под различными углами а также строчки в виде окружностей. Для удобства игольная и челночная нити заправлялись разного цвета. После этого бумага разрывалась и при помощи микроскопа подсчитывалось число узелков на полученной веревочке из двух нитей. На рисунке 4.5 показано взаимное расположение челнока 1 иглы 2 в швейной машине 31 ряда используемой в полуавтомате. Ось Ox показывает направление прямой подачи материала (вид сверху) в обычной универсальной машине с реечным двигателем материала. Ось Oy показывает направление подачи материала перпендикулярно оси Ox. Заштрихованная область между обеими осями соответствует направлениям подачи материала при которых получается переплетение вида (рисунок 4.1). В остальных случаях имеет место основное переплетение ниток. По результатам проведенных исследований на экспериментальной установке построена их графическая интерпретация (рисунок 4.6). Как видно результаты эксперимента отличаются от теоретических (рисунок 4.5). В зоне направлений определяемых углами φB φC имеет место переплетение вида . В зонах (φА=69° φB=86° φC=226° φD=257°) может иметь место как переплетение вида так и переплетение вида V (рисунок 4.1). В остальной зоне имеет место переплетение вида V.
В этой же НИР был проведен эксперимент целью которого являлось определение вида закона дифференциального распределения случайных величин lв и lн и доверительного объема выборки. Результаты эксперимента: в соответствии с критерием Пирсона случайные величины lв и lн можно считать распределенными по нормальному закону доверительный объем выборки для обеих случайных величин должен быть не меньше 487.
Таблица 4.1 - Критерии оценки качества челночной строчки выполняемой на полуавтомате с МПУ
Критерий характеризующий свойство
Пределы варьирования критерия
Литературный источник
Правильность расположения линии соединения
Отклонение от заданной линии.
Для отделочных строчек при расстоянии от края – более 07 см – 02 см;
менее 02 см – отклонение не допускается
Расположение узла переплетения
Коэффициент характеризующий степень затягивания узелков переплетения ниток в стачиваемый слой ткани
где Lфв – фактический расход верхней нити
Lфн – фактический расход нижней нити.
Натяжение верхней и нижней ниток.
Для переплетения нитей вида 1а или 1б:
для жестких материалов
для мягких материалов
где Ти – натяжение нити иглы ниже ушка со стороны стежка
Тч – натяжение нити челнок выше шпульки.
Натяжение верхней нити pB[p]
pраз – регламентируемое разрывное натяжение верхней нити
kп – коэффициент запаса прочности; kп=2 3.
Плотность затяжки стежков
Коэффициент S характеризующий плотность прижатия тканей в шве нитками стежка
Lфс – суммарный фактический расход верхней и нижней ниток Lфс – суммарный расчетный расход верхней и нижней нитей.
Коэффициент k характеризующий относительное качество затяжки стежков при различной скорости шитья
lо Sо – то же при = 0.
Продолжение таблицы 4.1
Натяжение игольной нити
где Тч – натяжение каждой ветки нитки в готовой строчке;
F – сила трения узла переплетения в отверстии прокола со стороны каждой ветви нитки
– коэффициент трения нитки о шайбу и шпильку
– угол наклона каждой нитки к горизонтальной оси образующийся после затяжки стежка.
для жесткого материала
для мягкого материала
Характер переплетения нитей
Наличие или отсутствие узелков в переплетениях верхней и нижней нитей.
Нормальный вид переплетения вида
Стабильность частоты прокладывания строчки
Частота на разных ее участках (или длина стежка).
считается удовлетворительной если отклонение не превышает 10% от заданного
Прорубка тканей иглой (характеризуется частичным или полным разрушением отдельных нитей материала иглой)
где n – число проколов иглой с повреждением нитей ткани;
no – общее число проколов иглой в строчке.
где Рр. – фактическая разрывная нагрузка прошитых образцов;
Рр.к. – средняя разрывная нагрузка контрольных (непрошитых) образцов.
где n – суммарное количество проколов с повреждениями подсчитанное по лицевой и изнаночной стороне материала на участке строчки состоящей из 199 стежков;
– переводной коэффициент для определения количества проколов сопровождавшихся повреждением ткани по отношению к 100 проколам.
Посадка материала по линии строчки
Абсолютная величина посадки
где LвLн – соответственно длины верхнего и нижнего полотна после выполнения строчки.
Относительная величина посадки
где Lо – суммарная длина верхнего и нижнего полотна до стачивания.
Стягивание материала по линии строчки
Абсолютная величина стягивания
Относительная величина стягивания
строчковая волнистость
стежковая волнистость
Коэффициент волнистости
где f – изгиб в шве f=b-h
b – расстояние от основания ткани до вершины волны
h – толщина стачиваемого слоя ткани
n – количество стежков на которой распространяется волна.
При стежковой волнистости n=1.
где Pl – разрывная нагрузка
Коэффициент прочности шва
где P1 – разрывная нагрузка простроченного образца
P2 – наименьшая нагрузка одного из двух непростроченных образцов в момент разрыва
b – ширина непростроченного образца в самом узком месте
l – длина шва в простроченном образце между крайними проколами.
Прочность шва при приложении нагрузки перпендикулярно линии шва
где P – разрывная нагрузка при растяжении шва в поперечном направлении Нсм
m – число стежков в 1 см строчки
Q – разрывная нагрузка нитки
– поправочный коэффициент учитывающий потерю прочности нитки при пошиве на машине и соотношение прочности стежка в шве и прочности нитки.
Число обрывов на заданной длине шва.
при длине шва 45 см не более одного
Число обрывов при выработке одной шпули.
Число изделий обработанных без обрыва игольной нити.
Расход ниток на челночную строчку
Суммарная длина верхней и нижней нити
k – коэффициент сжатия соединяемых материалов
h – толщина пакета для сорочечных тканей
k – поправочный коэффициент k=07-01.
Рисунок 4.5 – Зона направлений подачи материала с переплетением вида
Рисунок 4.6 – Зоны направлений подачи материала с переплетением видов и V
2 Методика исследования
Используемый полуавтомат с МПУ - ПШК.
Материал: 1) полотно нетканое иглопробивное настилочное артикул 405-0020 4056 толщиной 18 мм ТУ РБ 00204056-081-93; 2) кожа хромовая для верха обуви ГОСТ 939-94 толщиной 15 мм.
Нитки: POLYESTER PNLB 0403 01 0064 CREMA 403 крутки “Z” в 3 сложения.
Игла 0518-02-150 ГОСТ 22249-82.
Измерительный инструмент: строботахометр тип СТ-5 микроскоп МПБ-2 увеличение 24-кратное динамометр ученический 5Н линейка ученическая.
Параметры строчки: контур и размеры строчки приведены на рисунке 4.7 где стрелками указаны направления перемещения материала.
Рисунок 4.7 – Контур и размеры строчки выполняемой в эксперименте
Режим движения каретки: старт-стопный.
Натяжение ниток для каждого вида материала устанавливалось отдельно и замерялось динамометром (для кожи Ти =40 Н Тч =12 Н; для нетканого материала Ти =45 Н Тч =15 Н)
Измеряемые показатели и их выборка: lв и lн mlв=5 mlн=5 (по 5 контуров) lст ст mст=20.
Частота вращения главного вала: установлена и измерена строботахометром n=800 обмин.
Длина стежка lст задана (lст=3 мм) но в эксперименте является случайной величиной которая замеряется.
Методика проведения эксперимента:
а) предварительный этап: для каждого вида материла необходимо создать необходимое натяжение нитей для обеспечения коэффициента утяжки равного 1. Для этого при различных сочетаниях сил натяжений ниток прошивались строчки с направлением перемещения в 0°; после того как распороли очередную строчку производили замер при помощи линейки длин верхней и нижней ниток до тех пор пока не устанавливалось их равенство.
б) измерительный этап: прошивались 5 контуров типа “а” и 5 контуров типа “б” для каждого вида материала. Производили замеры длин ниток длины стежка и величины отклонения стежка.
в) расчетный этап: по следующим формулам производили расчет показателей качества строчки
где kу – коэффициент утяжки ниток в стежке;
kпл – коэффициент уплотнения материала нитками;
kр – коэффициент симметричности утяжки ниток в стежке;
α – угол наклона стежка в строчке.
Затем определялись средние значения показателей и строились графики зависимостей kу=kу(φ) kпл=kпл(φ) kр=kр(φ) α=α(φ).
3 Результаты исследований
Результаты измерений и расчетов сведены в таблицы 4.2-4.5 на основании которых построены графики зависимостей приведенные на рисунках 4.8-4.10.
Таблица 4.2 – Результаты измерений и расчета показателей качества строчки для кожи
Таблица 4.3 – Результаты измерений и расчета показателей качества строчки для нетканого материала
4 Анализ результатов и выводы
Анализируя полученные зависимости обнаруживаем увеличение коэффициента утяжки ниток (до 125 раза для нетканого материала до 118 раза для кожи) и коэффициента уплотнения материала (до 106 раза для нетканого материала до 108 для кожи) при φ=90-270°. В случае мягких материалов это увеличение было больше. Повышение коэффициентов соответствует появлению узелковых переплетений вида V в этом диапазоне φ что и объясняет причину такого поведения зависимостей kу=kу(φ) kпл=kпл(φ). В свою очередь коэффициент симметричности утяжки для этого диапазона принимает отрицательные значения (до -011 для нетканого материала и до -008 для кожи) что свидетельствует о смещении узла переплетения вниз относительно середины стачиваемого материала.
Угол наклона стежка невелик (до 6°) наибольшие значения приобретает при перемещении каретки по одной из координат (φ=0° 90° 180° 270°).
В настоящее время в швейной промышленности различают допуски для готового изделия и межоперационные устанавливаемые для различных технологических операций. В готовых изделиях качество швов строчек стежков должно соответствовать требованиям ОСТ 17-835-80 [26]. Таблицы допускаемых отклонений по измерениям изделий и форме линий образованных строчками представлены в ГОСТ 12566-88 [6] величины допусков в котором колеблются от 1 до 10 мм. Учитывая это а также пределы варьирования показателей из таблицы 4.1 в проведенном исследовании обнаруживаем незначительные отклонения показателей качества строчки что свидетельствует о ненадобности проведения мероприятий по улучшению качества строчки на полуавтоматах с МПУ.

6.doc

6 Охрана труда и промышленная экология
Охрана труда - это система законодательных актов социально - экономических организационных технических гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств обеспечивающих безопасность сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. 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. Особое внимание должно уделяться вопросам улучшений условий труда санитарно-оздоровительным мероприятиям. При проектировании оборудования используемого на предприятиях легкой промышленности следует учитывать соответствие создаваемых конструкций требованиям норм охраны и гигиены труда. Охрана труда является социальной дисциплиной т.к. условия труда во многом определяют экономические показатели производства престижность специальностей психологический климат в коллективах текучесть кадров и трудовую дисциплину производства. Знание законов охраны труда позволяет применять их на практике при решении вопросов обеспечение безопасности и безвредных условий труда при одновременном повышении производительности труда предупреждение производственного травматизма профессиональных заболеваний аварий пожаров и взрывов. Таким образом основное направление охраны труда - это внедрение системы управления охраной труда создание безопасной техники технологий комплексная механизация и автоматизация производства.
2 Характеристика закрепочного полуавтомата 1820М
Общая характеристика проектного варианта закрепочного полуавтомата 1820М отражена в таблице 6.1
Таблица 6.1- Общая характеристика полуавтомата
Характеристика параметра
Опасные и вредные факторы имеющиеся в конструкции изделия либо проявляющиеся при его эксплуатации
Наличие вредных опасных или токсичных веществ
Да (см. таблицу 6.2)
Наличие источников ионизирующего излучения
Да (см. таблицу 6.3)
Да (см. таблицу 6.4)
Наличие источников электромагнитных полей
Наличие возможности поражения человека электрическим током
Да (см. таблицу 6.5)
Наличие опасностей при работе изделия на холостом ходу и при обработке изделий
Да (см. таблицу 6.6)
Утвердительное содержание некоторых ячеек в графе “характеристика параметра” требует развернутого описания тех или иных преобладающих вредных или опасных производственных факторов имеющихся в конструкции или появляющихся при эксплуатации проектируемого закрепочного полуавтомата. Все данные о наличии таких факторов сведены в таблицы 6.2-6.6.
Таблица 6.2- Характеристика вредных опасных и токсичных веществ
Характеристика рассматриваемого параметра
Наименование вещества
Масло индустриальное И-12А ГОСТ 20799-79 или другие масла имеющие кинематическую вязкость 10-14 сСт при 50°С
Агрегатное состояние
Класс опасности вещества
Предельно допустимая концентрация мгм3
Температурные пределы воспламенения 0С
Категория взрывоопасности смеси
Группа взрывоопасной смеси
Температура вспышки паров 0С
Температура самовоспламенения 0С
Количество вещества на проектируемом объекте кг
Количество вещества выделяющегося в воздух рабочей зоне мгм3 не более
Таблица 6.3 - Характеристика производственной вибрации
Характеристика реализуемого параметра
Характеристика рабочего места
Рабочее место швеи-мотористки
Механизм привода иглы механизм продвижения материала электропривод швейной машины
Реальные значения логарифмического уровня виброскорости передаваемой на руки человека дБ
Допустимые значения логарифмического уровня виброскорости передаваемой на руки человека дБ
Реальные значения виброускорения мс2
Допустимые значения виброускорения мс2
Мероприятия по достижению нормируемых параметров производственной вибрации
Уравновешивание моментов инерции виброизоляция опор главного вала швейной машины применение виброизолятора механизма нитепритягивателя.
Таблица 6.4 - Характеристика производственного шума
Уровни звукового давления на проектируемом участке дБА
Допустимые уровни звукового давления дБА
Мероприятия по достижению нормируемых параметров производственного шума
Покрытие стенок швейной головки звукопоглощающими материалами своевременная смазка механизмов машины замена изношенных деталей
Таблица 6.5 - Характеристика опасности поражения персонала электрическим током
Класс помещения по опасности поражения электрическим током
С повышенной опасностью
Напряжение электрического тока питания электросистем изделия В
Сеть электропривода 380
Мощность источника электрического тока кВт
Тип исполнения электрооборудования
Класс электрооборудования по способу защиты человека от поражения электрическим током
Средства коллективной защиты от поражения электрическим током
Заземление закрытие щитками изоляция токоведущих частей
Способ отключения электрооборудования от сети
Общий рубильник кнопка ”стоп” штепсельные розетки
Сопротивление изоляции токоведущих частей МОм
Удельное сопротивление грунта Ом×м
Нормируемое значение сопротивления защитного заземления Ом
Cопротивление защитного заземления Ом
Индивидуальные средства защиты
Нет из вспомогательных - резиновый коврик
Рассчитаем схему заземления выполненную вертикальными стержнями d=6 см l=23 м грунт – суглинок ρ=100 Ом. Заземляющее устройство предполагается выполнить в виде прямоугольника 2236 м2. Стержни соединены между собой стальной полосой 40×45 мм2 и зарыты на глубину t0=07 м. Коэффициент сезонности Кс=1. Расчёт ведётся по методике изложенной в литературном источнике [32].
Сопротивление растеканию тока для одного вертикального стержневого заземлителя:
Расстояние между стержнями a принимаем равным 4 м.
Определяем предварительно число стержней. Длина соединительной полосы равна периметру прямоугольника м.
Коэффициент использования заземлителей ст=063.
Необходимое число труб для системы заземления при Rзаз=4 Ом:
Сопротивление растеканию соединительной стальной полосы Ом находится по формуле:
где ln – длина соединительной полосы м
d – эквивалентный диаметр d=006 м
Требуемое сопротивление системы заземления:
Таблица 6.6 - Характеристика опасностей при работе полуавтомата
на холостом ходу и при обработке деталей
Привод игла нитепритягиватель.
Средства защиты исключающие попадание человека в опасную зону
Крышка нитепритягивателя
Способ крепления детали в изделии при ее обработке
Закрепление в прижимной лапке
Масса обрабатываемой детали кг
Средства механизации при установке креплении и снятии обрабатываемой детали
Средства защиты человека при обработке заготовки
От попадания продуктов поломки деталей - защитный экран от пыли - общая вентиляция
Сухой вручную щёткой
Средства механизации используемые при монтаже ремонте и демонтаже изделия
3 Санитарно-гигиенические мероприятия. Вентиляция. Отопление
При разработке санитарно-гигиенических мероприятий необходимо выбрать соответствующие параметры микроклимата рабочей зоны помещения и предусмотреть для их обеспечения системы вентиляции и отопления. Данные сведены в таблицу 6.7.
Таблица 6.7 - Метеорологические условия на участке. Вентиляция. Отопление
Наименование производственного помещения
Характеристика тяжести работы
Средней тяжести работы категория IIа
Пара-метры микрок-лимата
Температура воздуха рабочей зоны °С
Относительная влажность воздуха %
Скорость движения воздуха мс
Система вентиляции в помещении и на рабочем месте
Приточно–вытяжная естественная
Кратность обмена воздуха ч-1
Система отопления в помещении
Теплоноситель и его параметры
3 Санитарно-гигиенические мероприятия. Освещение
Данные мероприятия сведены в таблицу 6.8.
Таблица 6.8 - Искусственное освещение на участке
Наименование помещения и рабочего места
Пошивочный цех рабочее место швеи
Площадь помещения м2
Разряд зрительной работы
Освещенность при рабочем освещении лк
(общее + местное) –750
Освещенность при аварийном освещении: на рабочих местах %
на путях эвакуации лк
Источник питания аварийного освещения
Сеть аварийного освещения
Люминесцентная лампа ЛБ-40
Исполнение светильников
Мощность лампы светильника Вт
Количество светильников шт
5 - при двухламповых светильниках;
– при трехламповых светильниках
Расчёт количества светильников ведём используя метод светового потока по методике изложенной в литературном источнике [15].
Рассчитаем общее люминесцентное освещение для цеха площадью 5036 м2 имеющего высоту 55 м. Напряжение осветительной сети 220 Вт.
Исходные данные: требуемая освещённость по нормам Ен=300 лк.; коэффициенты использования светового потока n=70% с=50%; hр =08 м hс=05 м; отношение расстояния между светильниками к расчётной высоте подвеса L: h = 15м.
Принимаем светильник с люминесцентными лампами ЛБ–40–4 имеющими световой поток Fл= 3000 лм.
Расчётная высота подвеса:
Оптимальное расстояние между светильниками при многорядном расположении
Светильники размещают в три ряда вдоль помещения.
Индекс площади помещения рассчитывается по формуле:
где А и В – длина и ширина помещения А = 50 м В = 36 м
Нр – высота подвеса светильника Нр = 45 м.
При i = 465 коэффициент использования светового потока 49%.
Число ламп находится по формуле:
где N – количество светильников или количество ламп накаливания шт.;
Ен – нормируемая освещённость Ен=300 лк.;
S – площадь помещения S = 1800 м2;
z – коэффициент неравномерности освещения z = 125;
k – коэффициент запаса. Выбирается в зависимости от атмосферы в производственном помещении k = 15;
Fл – световой поток группы ламп в светильнике или лампы накаливания Fл = 3000 лм.;
– коэффициент использования светового потока зависящий от характеристики источника света ограничивающих способностей интерьера помещения кривой распределения света а так же индекса помещения i.
Число светильников в каждом ряду:
- при двухламповых светильниках:
- при трёхламповых светильниках:
4 Мероприятия по пожарной безопасности
Данные мероприятия сведены в таблицу 6.9.
Таблица 6.9 - Пожарная безопасность. Молниезащита
Класс помещения по пожароопасности
Категория производства по пожароопасности
Характеристика материалов стен по сгораемости
Характеристика материалов перекрытий по сгораемости
Степень огнестойкости стен здания и их огнестойкость ч
Расстояние от рабочего места до эвакуационного выхода м не более
Средства пожаротушения
Пожарный щит вода огнетушители
Категория молниезащиты здания
Сопротивление заземляющего устройства Ом
5 Компенсация профессиональных вредностей. Индивидуальная защита. Личная гигиена
Данные мероприятия сведены в таблицу 6.10
Таблица 6.10 - Компенсация профессиональных вредностей. Средства индивидуальной защиты. Личная гигиена
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
При разработке полуавтомата были учтены общие требования безопасности труда и промышленной экологии а также действующие санитарные нормы и правила нормы пожарной безопасности нормы электробезопасности Республики Беларусь. Благодаря снижению времени обслуживания полуавтомата и снижению разряда работ обслуживающего персонала модернизация полуавтомата класса 1820 с позиции охраны труда представляется целесообразной.
6 Промышленная экология
Среди различных показателей целесообразности внедрения в производство проектируемого полуавтомата различают показатели экологии охраны труда и окружающей среды. Дипломное проектирование предусматривает анализ таких показателей выявление возможных несоответствий их допустимым значениям а также проведение мер по ликвидации таких несоответствий.
Производится модернизация базовой конструкции машины 1820-3 класса. Климатическое исполнение полуавтоматов - УХЛ4 и 04 (при поставке полуавтоматов в районы с тропическим климатом по ГОСТ 15150). Вводится новый механизм перемещения материала смонтированный в виде отдельного модуля изменяется конструкция и привод прижимного устройства. Проектный вариант не отличается от базового производительностью но предоставляет большие технологические мобильность и возможности. В проектном варианте имеет место снижение материалоемкости так как проектный вариант полуавтомата не содержит массивного копирного диска передач приводящих его в движение рычажного механизма нитеотводчика и массивной прижимной рамки. Механизм продвижения выполнен в виде облегченной конструкции некоторые из звеньев которой изготавливаются из сплава Д16 ГОСТ 4784-97.
К совершенствованию технологического процесса относят уменьшение количества масла в машине герметизация оборудования.
Сырье и полуфабрикаты используемые на проектируемом полуавтомате сохранены такими же как у базового полуавтомата. Эксплуатация базового закрепочного полуавтомата свидетельствует что сырье недефицитное и доступное для предприятий республики. На все виды обрабатываемого сырья есть сертификаты качества. Что касается самого полуавтомата то для его модернизации требуются металлы сплавы (в основном сталь 45 40Х сплав Д16) и пластмассы (в основном полиамид ПА6 блочный ТУ 6-05-988-87) которые также являются недефицитными и доступными материалами. Ввиду большой распространенности микропроцессорной техники снабжение полуавтомата блоком МПУ также не представляет сложности.
В процессе пошива изделий в воздух выделяется незначительное количество мелкодисперсной пыли (результат разрушения волокон хлопчатобумажных нитей ГОСТ 6309-93). Её количество соответствует требованиям санитарных норм. 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. 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 И-12А по ГОСТ 20799-88 (агрегатное состояние жидкое класс опасности 4 количество вещества в объекте 05 кг предельной допустимой концентрации не более 5 мгм2 группа взрывоопасности смеси Т3) или другие аналогичные по назначению масла имеющие кинематическую вязкость 10-14 сСт при 50°С. Масла и смазки применяемые в полуавтоматах предназначенных для районов с тропическим климатом должны соответствовать ГОСТ 15156-84.
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.
Экологическая экспертиза внедряемого проекта показала что закрепочный полуавтомат не загрязняет окружающую среду и является экологически безопасным.