Кинематический анализ механизма транспортирования ткани

регулирования, предусмотренных кинематической схемой механизма; граничные

значения параметров регулирования.

В качестве аналитического метода описания математической модели для

кинематического анализа таких сложных многозвенных рычажных механизмов, как

реечные механизмы транспортирования ткани швейных машин, на наш взгляд

наиболее применим метод погруппного анализа [4]. Суть его состоит в

последовательном математическом описании структурных групп Ассура, входящих

в состав механизма, в порядке их присоединения при образовании структурной

схемы. Исходя из анализа структурных схем транспортирующих механизмов

швейных машин, можно заключить, что в них, как правило, применяются

двухповодковые структурные группы Ассура первой, второй и третьей

модификаций, а также, различные модификации трехповодковых структурных

групп. Алгоритм кинематического анализа реечного механизма

транспортирования ткани, согласно методу погруппного анализа, представляет

собой некоторый головной модуль, объединяющий отдельные модули, каждый из

которых содержит алгоритм анализа соответствующей структурной группы

Ассура, в порядке их присоединения друг к другу, начиная с входного звена.

Рассмотрим ниже математические модели и алгоритмы кинематического

анализа структурных групп Ассура, наиболее часто встречающихся в схемах

реечных механизмов транспортирования ткани швейных машин. При этом решение

задачи кинематического анализа осуществляется на ЭВМ численно для ряда

дискретных значений угла поворота ( (обобщенной координаты) входного звена

транспортирующего механизма. Дискретное значение угла ( для i-го положения

входного звена может быть, например, определено из выражения:

[pic], (1.1)

где (0 – начальное значение угла (; (( - выбранный исследователем шаг

изменения угла (; Nвр – коэффициент, характеризующий направление вращения:

Nвр=+1 или –1 при вращении соответственно против или по часовой стрелке; N

– количество рассчитываемых положений механизма (начальное положение

механизма совпадает с нулевым), N=2(/((. Величина (0 представляет собой

исходное значение угла (, выбираемое конструктором произвольно.

1 Алгоритм кинематического анализа кривошипа.

Кинематический анализ любого рычажного механизма начинается с анализа

его входного звена. Задача кинематического анализа кривошипа (рис. 1.3.1)

может быть сформулирована следующим образом.

Известны величины:

1) R – длина кривошипа O1A;

2) XO1, YO1 – координаты центра оси вращения кривошипа относительно

произвольно заданной исследователем неподвижной системы координат OXY;

3) ( - текущее значение угла поворота кривошипа, отстоящее от значения (0

на величиину ((;

4) Nвр – коэффициент, характеризующий направление вращения кривошипа (см.

выше).

Требуется определить:

1) XA, YA – функции положения координат точки А кривошипа в неподвижной

системе координат OXY по углу (;

2) [pic] - первую и вторую передаточные функции координат точки А по углу

( в проекциях на оси OX и OY заданной неподвижной системы координат

OXY.

Координаты XA, YA могут быть найдены из выражений:

[pic] (1.2)

Дифференцируя по обобщенной координате ( выражения (1.2) определим

первую передаточную функцию координат XA, YA:

[pic] (1.3)

Дважды дифференцируя (1.2) по обобщенной координате ( определим вторую

передаточную функцию координат XA, YA:

[pic] (1.4)

Блок-схема алгоритма кинематического анализа кривошипа представлена на

рис. 1.3.2.

2 Алгоритм программы кинематического анализа звена механизма первого

порядка.

Задачу кинематического анализа звена механизма сформулируем следующим

образом.

Известны величины (рис. 1.3.3):

1) [pic] – функции положения обобщенных координат, определяющих положение

звена AB (m – номер звена в механизме) в неподвижной системе координат

OXY (см. рис. 1.3.3) в зависимости от обобщенной координаты входного

звена (кривошипа) (;

2) [pic] - первые и вторые передаточные функции по обобщенной координате

(;

3) [pic] - координаты некоторой точки К расположенной на звене AB в

подвижной системе координат [pic], неизменно связанной со звеном (см.

рис 1.3.3).

Требуется определить:

1) XK, YK – функции положения координаты точки К звена AB в заданной

неподвижной системе координат OXY по координате (;

2) [pic] - первую и вторую передаточные функции координат точки K по

обобщенной координате (.

Пользуясь известными из аналитической механики соотношениями перехода

из одной системы координат в другую, можем записать:

[pic] (1.5)

где [pic], [pic], [pic].

Для определения первой передаточной функции координат XK, YK по (

продифференцируем выражения (1.5) по обобщенной координате (:

[pic] (1.6)

Здесь и ниже штрихом обозначена производная по обобщенной координате

(.

Дважды дифференцируя по обобщенной координате ( выражения (1.5),

найдем вторую передаточную функцию координат XK, YK по (:

[pic] (1.7)

Здесь и ниже двумя штрихами обозначена вторая производная по

обобщенной координате (.

Блок-схема алгоритма кинематического анализа звена представлена на

рис. 1.3.4.

1.3.3 Алгоритм программы кинематического анализа двухповодковой

структурной группы Ассура первой модификации

Двухповодковая структурная группа Ассура первой модификации

(рис. 1.3.5) является одной из наиболее распространенных в плоских рычажных

механизмах. Задачу анализа структурной группы первой модификации

сформулируем следующим образом.

Известны величины (см. рис. 1.3.5):

1) L1, L2 – длины звеньев AD и BD соответственно;

2) XA, YA, XB, YB – функции положения координат шарниров A и B группы по

( (см. выше) в заданной неподвижной системе координат OXY;

3) [pic] - первая передаточная функция координат шарниров A и B по

обобщенной координате ( в проекциях на оси неподвижной системы

координат OXY;

4) [pic] - вторая передаточная функция координат шарниров A и B по

обобщенной координате ( в проекциях на оси неподвижной системы

координат OXY;

5) M – коэффициент, величина которого зависит от способа сборки,

определяемого следующим образом (см. рис. 1.3.6,а): если поворот

вектора [pic] вокруг точки B виден против часовой стрелки M=+1, иначе

М=-1.

Требуется определить:

1) (1 и (2 – функции положения угловых координат звеньев 1 и 2 группы по

обобщенной координате (, отсчитываемые в положительном направлении

(против часовой стрелки) от линии параллельной оси OX (AX1Y1 и BX2Y2 -

подвижные системы координат неизменно связанные со звеньями 1 и 2

соответственно);

2) [pic],[pic] - первую и вторую передаточные функции по обобщенной

координате ( угловых координат (1 и (2 звеньев группы.

Определим условия существования структурной группы при заданных

параметрах, для чего найдем угол передачи ( (см. рис. 1.3.5):

[pic], (1.8)

где

[pic]. (1.9)

Учитывая, что [pic] и (1.8) получим неравенство:

[pic]

Если [pic], шарниры, A, B и D лежат на одной линии (см. рис. 1.3.6,б и

1.3.6,в). В этот момент в структурной группе происходит смена способа

сборки, а также, как будет показано ниже, первая и вторая передаточные

функции угловых координат звеньев (1 и (2 устремляются в бесконечность.

Поэтому условие существования структурной группы запишем в следующем виде:

[pic]. (1.10)

Блок-схема алгоритма кинематического анализа структурной группы первой

модификации представлена на рис. 1.3.7. В блоке 4 производится проверка

условий существования группы. Если условия (1.10) не выполняются (т.е. при

заданных значениях исходных параметров происходит либо разрыв

кинематической цепи, либо угол передачи принимает критическое значение), то

дальнейший расчет (блоки 5-14) прекращается (переход на блок 15). В блок-

схеме используются подпрограммы: решения уравнения вида :

[pic]. (1.11)

при вычислении sin(1 и cos(1 (см. блок 7); вычисления угловых

координат в промежутке от 0 до 2( с учетом знака sin и cos (см. блоки 9,

10); решения систем двух линейных уравнений методом Крамера (см. блоки 12,

14).

1.3.4 Алгоритм программы кинематического анализа двухповодковой

структурной группы Ассура второй модификации

Двухповодковая структурная группа Ассура второй модификации

применяется в механизмах перемещения материала 876 класса и др. На рис.

1.3.8 структурная группа этой модификации представлена в наиболее общем

виде. Задачу кинематического анализа структурной группы второй модификации

сформулируем следующим образом.

Известны величины (см. рис. 1.3.8):

1) L1, L2 – длины звеньев 1 и 2 группы соответственно;

2) (2 – угол между положительным направлением оси CX2 подвижной системы

координат CX2Y2 (неизменно связанной с направляющей ползуна В и началом

координат в точке С) и звеном BD группы;

3) XC, YC – функции положения координат какой-либо точки С, принадлежащей

направляющей ползуна В, по углу ( в системе координат OXY;

4) [pic] - первая и вторая передаточные функции по углу ( координат XС, YС

точки С в проекциях на оси OX и OY системы координат OXY;

5) XA, YA – функции положения по углу ( координат шарнира А (в заданной

неподвижной системе координат OXY), присоединяющего структурную группу к

другим структурным элементам кинематической схемы механизма одноподвижной

вращательной кинематической парой;

6) [pic] - первая и вторая передаточные функции по углу ( координат XA, YA

шарнира А в проекциях на оси OX и OY;

7) (2 – функция положения угловой координаты направляющей ползуна В,

отсчитываемая относительно оси параллельной оси OX в положительном

направлении (против часовой стрелке) по углу (;

8) [pic]– первая и вторая передаточные функции угловой координаты (2 по

углу (;

9) М1 – коэффициент, характеризующий способ сборки структурной группы

определяемый следующим образом (рис. 1.3.9,а): если проекция вектора

[pic] на ось СX2 системы координат CX2Y2 положительна, то способ сборки

M1=+1, иначе М1=-1.

Требуется определить:

1) (1 – функцию положения угловой координаты звена AB группы по углу (;

2) [pic] – первую и вторую передаточную функции угловой координаты (1 по

углу (;

3) XB, YB – функции положения координаты точки В ползуна 2 группы в

системе координат OXY по углу (;

4) [pic] - первую и вторую передаточные функции по углу ( координат XB,

YB в проекциях на оси OX и OY системы координат OXY.

Блок-схема алгоритма кинематического анализа структурной группы второй

модификации представлена на рис. 1.3.10. В блоке 6 происходит проверка

условия существования группы. Если это условие не выполняется (т.е. при

заданных значениях исходных параметров происходит разрыв кинематической

цепи или угол давления принимает критическое значение) происходит переход

на блок 18 и прекращение вычислительного процесса с выдачей

предупреждающего сообщения о причине остановки вычислений. В блок-схеме

используются подпрограммы: определения углов в промежутке от 0 до 2( с

учетом знака sin и cos (см. блоки 4, 11); решения системы двух линейных

уравнений методом Крамера (см. блоки 13, 16).

1.3.5 Алгоритм программы кинематического анализа двухповодковой

структурной группы Ассура третей модификации

Структурная группа Ассура третей модификации применяется в механизмах

перемещения материала 131-42+3 класса и др. На рис. 1.3.11 структурная

группа этой модификации представлена в наиболее общем виде. Задачу

кинематического анализа структурной группы третей модификации сформулируем

следующим образом.

Известны величины (см. рис. 1.3.11):

1) L1 – длина плеча AC звена 1;

2) XQ1, YQ1 – функции положения координат точки Q1, принадлежащей

направляющей ползуна В, по углу ( в системе координат OXY;

3) [pic] - первая и вторая передаточные функции по углу ( координат XС,

YС точки Q1 в проекциях на оси OX и OY системы координат OXY;

4) XA, YA – функции положения по углу ( координат шарнира А (в заданной

неподвижной системе координат OXY), присоединяющего структурную группу

к другим структурным элементам кинематической схемы механизма

одноподвижной вращательной кинематической парой;

5) [pic] - первая и вторая передаточные функции по углу ( координат XA,

YA шарнира А в проекциях на оси OX и OY;

6) XB, YB – функции положения по углу ( координат шарнира B (в заданной

неподвижной системе координат OXY), присоединяющего структурную группу

к другим структурным элементам кинематической схемы механизма

одноподвижной вращательной кинематической парой;

7) [pic] - первая и вторая передаточные функции по углу ( координат XB,

YB шарнира B в проекциях на оси OX и OY;

8) (2 – функция положения угловой координаты направляющей ползуна В,

отсчитываемая относительно оси параллельной оси OX в положительном

направлении (против часовой стрелке) по углу (;

9) [pic]– первая и вторая передаточные функции угловой координаты (2 по

углу (;

Требуется определить:

1) (1 – функцию положения угловой координаты шарнира А звена AС группы по

углу (;

2) [pic] – первую и вторую передаточную функции угловой координаты (1 по

углу (;

3) L2 – расстояние от шарнира B ползуна 3 группы до точки С.

4) [pic] - первая и вторая передаточные функции по углу ( длины L2 в

проекциях на оси OX и OY;

5) XQ, YQ – функции положения координат точки Q, по углу ( в системе

координат OXY;

6) [pic] - первая и вторая передаточные функции по углу ( координат XС,

YС точки Q в проекциях на оси OX и OY системы координат OXY;

Блок-схема алгоритма кинематического анализа структурной группы второй

модификации представлена на рис. 1.3.12.. В блок-схеме используются

подпрограммы: определения углов в промежутке от 0 до 2( с учетом знака sin

и cos (см. блок 7); решения системы двух линейных уравнений методом Крамера

(см. блок 4).

1.3.6.Алгоритм программы определения величины шага транспортирования.

В результате кинематического анализа механизма транспортирования ткани

швейной машины на ЭВМ определяется ряд дискретных значений координат XQi и

YQi, [pic] (i — номер положения входного звена механизма) среднего зуба Q

рейки (в системе координат OXY), по которым может быть построена траектория

движения среднего зуба Q и определена величина шага транспортирования.

Задачу определения шага транспортирования сформулируем следующим образом:

Известны величины:

1) Таблица значений координат XQi и YQi, [pic]; среднего зуба Q рейки

относительно заданной неподвижной системы координат OXY (определены на

ЭВМ в результате кинематического анализа механизма транспортирования

ткани).

2) Высота H (см. рис. 1.3.11) уровня игольной пластины (задана

конструктором).

Требуется определить величину шага транспортирования Т.

Под шагом транспортирования будем понимать величину Т (см. рис.

1.3.11) — расстояние между точками А и В, образованными пересечением линии

игольной пластины Н—Н с траекторией движения среднего зуба рейки, т.е.:

[pic] (1.12)

При движении рейки по траектории против часовой стрелки (см. рис.

1.3.11,а) сшиваемые материалы будут перемещаться в сторону от работающего

(противоположную направлению оси OX), что соответствует прямой подаче.

Вычисленное по формуле (1.12) значение шага транспортирования в этом случае

будет положительно. В противном случае, при движении рейки по часовой

стрелке (см. рис. 2.13,б) сшиваемые материалы будут перемещаться по

направлению оси OX (в сторону на работающего), что соответствует обратной

подаче. Вычисленное по формуле (1.12) значение шага транспортирования в

этом случае будет отрицательно.

Для определения координаты XA точки А последовательно перебирая номера

положения входного звена механизма i от 1 до N, найдем такое значение i=k0,

при котором выполнялись бы следующие условия:

[pic] (1.13)

В том случае если [pic] (точка с координатами [pic] лежит на уровне

игольной пластины), то [pic]. Если же [pic], то координата XA определяется,

как координата пересечения прямой Y = Н и прямой проведенной через точки с

координатами [pic] и [pic] методом линейного интерполирования:

[pic]. (1.14)

Аналогичным образом определяем координату XB точки B. Последовательно

перебирая номера положения входного звена механизма i от 1 до N, найдем

такое значение i=k1, при котором выполняются следующие условия:

[pic] (1.15)

В том случае если [pic] (точка с координатами [pic] лежит на уровне

игольной пластины), то [pic]. Если же [pic], то координата XB определяется

как координата пересечения прямой Y = Н и прямой проведенной через точки с

координатами [pic] и [pic] методом линейного интерполирования:

[pic]. (1.16)

Блок-схема алгоритма определения шага транспортирования рейки

представлена на рис. 1.3.12,а. Поиск точек А и В (см. рис. 1.3.12)

пересечения траектории движения рейки с игольной пластиной происходит по

одинаковой схеме. Различны только условия поиска: для момента выхода рейки

над игольной пластиной это условие (1.13) - поиск точки А; для момента

ухода рейки под игольную пластину это условие (1.15) - поиск точки В.

Поэтому, алгоритм поиска координаты X точки пересечения целесообразно

выделить в отдельную подпрограмму (см. блоки 2 и 3, рис. 1.3.12,а). Блок-

схема подпрограммы поиска точки пересечения траектории движения рейки с

игольной пластиной представлена на рис. 1.3.12,б. В этой подпрограмме

организован цикл по параметру i (номеру положения входного звена механизма)

от 1 до N. В зависимости от того поиск какой точки задан в блоке 3

проверяется условие (1.13) — для точки А, или (1.15) — для точки B. Если

найден номер i удовлетворяющий условию блока 3, то этот номер запоминается

(блок 4) в переменной k. Далее в блоке 6 определяется лежит ли точка с

координатами XQk, YQk на игольной пластине, если условие блока 6

выполняется то подпрограмма возвращает координату X найденной точки, в

противном случае координата X точки пересечения траектории среднего зуба

рейки с игольной пластиной определяется интерполированием по формулам

(1.14) или (1.16) в зависимости от условий поиска поставленных в блоке 3.

Заметим, что формулы (1.14) и (1.16) отличаются только номером найденного

положения входного звена механизма k0 либо k1. Если в цикле (блоки 2—3) не

найден номер i, удовлетворяющий условию поиска блока 3, то в блоке 5

фиксируется отсутствие пересечения траектории движения среднего зуба рейки

с игольной пластиной.

7 Алгоритм головного модуля программы, объединяющего в себе описанные

подпрограммы в единую программу кинематического анализа.

Выше были разработаны алгоритмы и программное обеспечение для

кинематического анализа отдельных структурных групп Ассура, входящих в

состав реечных механизмов транспортирования ткани. Как правило, в этих

механизмах можно выделить узлы:

- горизонтальных перемещений рейки;

- вертикальных перемещений рейки;

- рейки.

Каждый из этих узлов может быть представлен в виде кинематической

цепи, состоящей из одной и более структурных групп Ассура, соединенных

между собой последовательно.

Чтобы произвести кинематический анализ произвольного реечного

транспортирующего механизма на ЭВМ с использованием разработанных выше

подпрограмм кинематического анализа отдельных структурных групп Ассура,

необходимо объединить указанные подпрограммы в единой программе – головном

модуле. Головной модуль должен выполнять следующие задачи: ввод необходимых

для кинематического анализа механизма исходных данных, кинематический

анализ механизма, вывод результатов счета. Исходными данными для

кинематического анализа механизма являются его структурная схема,

геометрические размеры звеньев и координаты неподвижных опор.

Кинематический анализ производится головным модулем путем вызова на

выполнение подпрограмм анализа отдельных структурных групп Ассура в

установленной пользователем согласно структурной схеме анализируемого

механизма последовательности. Вывод данных, полученных в результате

анализа, как правило, удобнее всего производить в форме таблиц и графиков.

Основной и наиболее ответственной частью головного модуля является

непосредственно кинематический анализ механизма. Для разработки указанного

алгоритма необходимо установить последовательность кинематического анализа

групп Ассура, входящих в структурную схему транспортирующего механизма.

Алгоритм кинематического анализа всего механизма, можно составить путем

последовательного анализа кинематических цепей узлов: горизонтальных

перемещений, вертикальных перемещений, узла рейки. Структура такого

алгоритма представлена на рис. 1.3.13. Согласно данному алгоритму

кинематический анализ каждой из указанных кинематических цепей узла должен

представлять собой последовательный анализ отдельных структурных групп

Ассура, входящих в эту цепь, в порядке их присоединения друг к другу.

Для обеспечения понимания структуры головного модуля алгоритма

кинематического анализа реечного транспортирующего механизма рассмотрим его

на конкретном примере. Рассмотрим алгоритм кинематического анализа

механизма транспортирования ткани швейной машины 2222 кл. (см. рис.

1.3.14). На основании анализа структурной схемы этого механизма в нем можно

выделить кинематические цепи узлов: подачи - O1ABO2, подъема – O1DEO3 и

рейки (рычаг CF и ползун F). Разобьем указанные кинематические цепи на

структурные группы Ассура. Кинематическая цепь узла подачи (O1ABO2) состоит

из кривошипа O1A с присоединенной к нему структурной группой первой

модификации ABO2. Кинематическая цепь узла подъема (O1DEO3) состоит из

кривошипа O1D с присоединенной к нему структурной группой первой

модификации DEO3. Узел рейки представляет собой структурную группу третьей

модификации (шатун CF и ползун F). Согласно описанной выше общей структуре,

блок-схема алгоритма кинематического анализа рассматриваемого механизма

транспортирования может иметь вид, представленный на рис. 1.3.15. Данный

алгоритм предполагает использование подпрограмм кинематического анализа:

кривошипа (блоки 4, 7), структурной группы первой модификации (блоки 5, 8),

звена (блоки 6, 9, 11), структурной группы третьей модификации (Алгоритм

анализа структурной группы третьей модификации может быть составлен по

аналогии с алгоритмами анализа структурных групп первой или второй

модификаций) (блок 10), определения шага транспортирования (блок 12).

Аналогичным образом может быть построен алгоритм головного модуля

программы кинематического анализа других механизмов транспортирования,

имеющих схожую структуру. Однако ряд механизмов транспортирования ткани в

составе узла горизонтальных перемещений рейки содержат узел регулирования

шага транспортирования, позволяющий изменять направление подачи материала

на ходу машины. При составлении алгоритма кинематического анализа подобных

механизмов целесообразно узел регулирования шага транспортирования

рассматривать как отдельную кинематическую цепь.

Рассмотрим, например, механизм транспортирования ткани швейной машины

1022 кл. (см. рис. 1.3.16). Структура узлов вертикальных перемещений и

рейки в данном механизме аналогична рассмотренному выше механизму 2222 кл.

Однако в рассматриваемом механизме предусмотрен узел регулирования шага

транспортирования и направления подачи. Выделим узел регулирования в

отдельную кинематическую цепь. Тогда узел горизонтальных перемещений рейки

можно представить в виде кинематической цепи состоящей из кривошипа O1A с

последовательно присоединенными к нему двумя структурными группами первой

модификации ABG и BLO2. Узел регулирования шага транспортирования может

быть представлен в виде кинематической цепи состоящей из рычага-регулятора

O5P с присоединенной к нему в шарнире H структурной группой первой

модификации HGO4. Блок-схема алгоритма кинематического анализа данного

механизма может иметь вид, представленный на рис. 1.3.17. Данный алгоритм

предполагает использование подпрограмм кинематического анализа: кривошипа

(блоки 6, 10), структурной группы первой модификации (блоки 5, 7, 8, 11),

третьей модификации (блок 13), анализа звена (блоки 9, 12, 14), определения

шага транспортирования (блок 15). С необходимыми поправками на тип

структурных групп рассмотренный алгоритм может быть использован при

разработке головного модуля программ кинематического анализа других

транспортирующих механизмов со схожей структурой, например, механизмов

транспортирования швейных машин 97 кл.

Последовательность кинематического анализа узлов горизонтальных и

вертикальных перемещений рейки при анализе механизмов рассмотренных типов

не имеет значения, т.е. можно произвести сначала кинематический анализ узла

горизонтальных перемещений рейки, потом узла вертикальных перемещений, а

можно и наоборот. Анализ же кинематической цепи узла рейки не может быть

произведен без анализа узлов горизонтальных и вертикальных перемещений.

Если в транспортирующем механизме рейка располагается непосредственно на

узле вертикальных перемещений последовательность анализа узлов вертикальных

и горизонтальных перемещений имеет существенное значение.

Например, в механизме транспортирования ткани швейной машины 66 кл.

(см. рис. 1.3.20) кинематическая цепь узла горизонтальных перемещений рейки

состоит из кривошипа O1A и присоединенной к нему структурной группой первой

модификации ABO2. Узел вертикальных перемещений рейки может быть

представлен в виде кинематической цепи, состоящей из кривошипа O3D и

структурной группы первой модификации DEC, причем на звене EC этой группы

расположена рейка Q. Последовательность кинематического анализа данного

механизма должна быть такой. Вначале производится анализ кинематической

цепи узла горизонтальных перемещений. Затем анализ кинематической цепи узла

вертикальных перемещений. Указанная последовательность объясняется тем, что

для проведения кинематического анализа узла вертикальных перемещений рейки

необходимо знать функцию положения, первую и вторую передаточные функции

координат шарнира C структурной группы DEC, которые не могут быть

определены без предварительного анализа узла горизонтальных перемещений.

Блок-схема алгоритма кинематического анализа рассматриваемого механизма

представлена на рис. 1.3.21. Данный алгоритм предполагает использование

подпрограмм кинематического анализа: кривошипа (блоки 4, 7), структурной

группы первой модификации (блоки 5, 8), анализа звена (блоки 6, 9),

определения шага транспортирования (блок 11).

Дифференциальные реечные механизмы транспортирования ткани

характеризуются тем, что привод основной и дополнительной реек

осуществляется разными кинематическими цепями. При составлении алгоритма

кинематического анализа указанных механизмов возможны два способа. Первый

способ состоит в том, чтобы дифференциальный механизм транспортирования

ткани условно разбить на два механизма транспортирования соответственно

основной и дополнительной реек. В каждом из этих механизмов можно выделить

узлы горизонтальных, вертикальных перемещений, рейки, регулирования шага

транспортирования. По аналогии с рассмотренными выше алгоритмами анализа

однореечных механизмов в этом случае следует составить два алгоритма

кинематического анализа механизмов транспортирования соответственно

основной и дополнительной реек. Рассмотренный способ можно применить,

например, для составления алгоритма кинематического анализа механизма

транспортирования ткани швейной машины 208 кл. (см. рис. 1.3.20). Данный

механизм транспортирования может быть разбит на механизмы

транспортирования: основной (см. рис. 1.3.20,а) и дополнительной реек (см.

рис. 1.3.20,б). Разбивая указанные механизмы на кинематические цепи,

отметим, что привод вала подачи O2 в рассматриваемом механизме одинаков как

для основной, так и для дополнительной реек и может быть представлен в виде

кинематической цепи состоящей из кривошипа O1A и структурной группы первой

модификации ABO2. Алгоритм анализа всего дифференциального

транспортирующего механизма представлен на рис. 1.3.21. Данный алгоритм

предполагает использование подпрограмм кинематического анализа: кривошипа

(блок 4), структурной группы первой модификации (блок 5), анализа звена

(блоки 6, 8, 12), структурной группы второй модификации (блок 10),

трехповодковой структурной группы (блоки 7, 11), определения шага

транспортирования Т1 и Т2 соответственно основной Q и дополнительной N реек

(блоки 13, 14). Вычисления по данному алгоритму завершаются определением

степени дифференцирования подачи (=Т2/Т1 (см. блок 15).

Второй способ составления алгоритма кинематического анализа

дифференциальных реечных механизмов транспортирования наиболее применим для

механизмов, в которых рычаг дополнительной рейки совершает движения в

направляющих основной рейки (см. механизм транспортирования на рис.

1.3.22,). В подобных механизмах привод вертикальных перемещений основной и

дополнительной реек, как правило, одинаков. При составлении алгоритма

кинематического анализа из состава всего дифференциального механизма

необходимо выделить механизм основной рейки. Разбив выделенный механизм на

кинематические цепи привода горизонтальных и вертикальных перемещений,

составить алгоритм его кинематического анализа. После этого выделить

кинематическую цепь привода дополнительной рейки и добавить алгоритм

кинематического анализа этой цепи к алгоритму кинематического анализа

механизма основной рейки. Составленный таким образом алгоритм

кинематического анализа дифференциального механизма транспортирования ткани

швейной машины 876 кл. представлен на рис.1.3.23. В рассматриваемом

механизме привод основной рейки Q (см. рис. 1.3.22) может быть разбит на

кинематическую цепь горизонтальных перемещений (кривошип O1D и структурная

группа первой модификации DEO2) и кинематическую цепь вертикальных

перемещений (кривошип O1A и структурная группа первой модификации ABC).

Кинематическая цепь дополнительной рейки N может быть представлена в виде

двух последовательно присоединенных структурных групп второй модификации LF

и FKM. Положение шарнира L структурной группы LF определяется углом наклона

( рычага O3S регулирования степени дифференцирования подачи (. Алгоритм

кинематического анализа данного механизма (см. рис. 1.3.23) предполагает

использование подпрограмм кинематического анализа: кривошипа (блок 4),

структурной группы первой модификации (блоки 5, 7), анализа звена (блоки 6,

8, 12), структурной группы второй модификации (блоки 10, 11), определения

шага транспортирования Т1 и Т2 соответственно основной Q и дополнительной N

реек (блоки 13, 14). В конце счета определяется степень дифференцирования

подачи ( (см. блок 15).

Алгоритм исследования кинематики нижней рейки машины 131-42+3 класса

2.1 Конструкционная схема механизма транспортирования ткани машины 131-

42+3 класса

Машины этого ряда предназначены для выполнения стачивающих операций

однолинейной строчкой, образованной стежками типа 301, при изготовлении

одежды из легких, средних и среднетяжелых тканей. Разработчик и

изготовитель машин — завод «Легмаш» (г. Орша) производственного объединения

«Промшвеймаш».

В состав ряда входят неавтоматизированные и автоматизированные швейные

машины с различными механизмами продвижения материала общего назначения, а

также специализированные машины, имеющие различную технологическую

оснастку.

Перспективный ряд, разработанный ВНИИЛтекмаш, ЦНИИШП и объединением

«Промшвеймаш», насчитывает более семидесяти классов машин. В настоящее

время разработаны и рекомендованы к серийному производству тридцать классов

машин. В основу ряда положен блочно-модульный принцип создания машин.

В машинах ряда используются четыре унифицированные между собой швейные

головки, отличающиеся способом и, соответственно, механизмом продвижения

материала: одной нижней рейкой, двумя нижними рейками (горизонтальный

дифференциал) , нижней рейкой и отклоняющейся иглой, нижней и верхней

рейками (вертикальный дифференциал). Машины в зависимости от толщины

прошиваемых материалов (3; 5 и 7 мм) имеют модификации, отличающиеся

высотой подъема прижимной лапки (6; 8 и 10 мм) и ходом иглы (29; 32 и 35

мм), а также толщиной (номерами) применяемых игл (№ 75—90, 100—11О и

120—150 соответственно). Некоторые машины имеют встроенный механизм обрезки

материала.

Неавтоматизированные машины оснащаются традиционным фрикционным приводом,

поэтому оператор в процессе работы затрачивает много времени и усилий на

выполнение таких операций, как повернуть шкив машины до нужного положения

иглы (верхнего — при укладывании и съеме изделия, нижнего — при повороте

изделия для выполнения строчки сложной конфигурации); поднять и опустить

лапку, обрезать нитки; выполнить закрепку в начале и конце строчки. Кроме

того, при выполнении технологической операции и в процессе ее освоения

требуется различная скорость работы машины.

При мелкосерийном производстве этих операций немного, при массовом же

производстве они становятся монотонными и в значительной мере утомляют

оператора. Поэтому в рамках этого ряда разработано уже пятнадцать классов

автоматизированных машин, обеспечивающих автоматическое выполнение

некоторых операций (останов иглы в заданном, верхнем или нижнем, положении;

подъем и опускание лапки; обрезка игольной и челночной ниток; устойчивая

работа машины на нескольких скоростях; выполнение закрепки в начале и конце

строчки). Предусмотрено два варранта исполнения машин: без закрепки и с

закрепкой в начале и конце строчки.

Использование средств автоматизации позволяет поднять производительность

труда на операции от 10 до 25% (в зависимости от ее содержания) и

значительно улучшить условия труда. Дальнейшее развитие машин этого ряда

пойдет по пути создания различных сочетаний модулей (швейной головки и

средств автоматизации) и технологической оснастки.

Создание широкой номенклатуры оборудования требует его четкой классификации

и обозначения. Существующее обозначение швейного оборудования, как правило,

не несет смысловой информации, а представляет собой цифры (класс),

отражающие хронологию выпуска машин.

Для машин этого ряда использованы обозначения в соответствии со смысловой

классификацией. Основой классификации является назначение оборудования,

которое для швейных машин определяется классом выполняемого стежка. По

международной классификации все стежки делятся на шесть классов:

100—однониточные цепные; 200—ручные и им аналогичные; 300 — челночные; 400

— цепные двухниточные; 500 _ обметочные; 600 — плоские.

Обозначение оборудования строится по иерархическому принципу и включает в

себя обозначения ряда, модификации, средств автоматизации, технологической

и организационной оснастки Так как организационная оснастка сейчас

находится в стадии разработки и ей еще не установлены обозначения,

обозначения машин применительно к рассматриваемому ряду состоят из четырех

групп:

Х1 Х2 X3—X4 X5 X6 + У + Z.

Первая группа обозначает ряд машины и состоит из трех разрядов:

первый (Х1) определяет последовательность совершенствования или развития

ряда; второй (Х2) —класс стежка; третий (Хз) — особенности данного ряда

(например, расположение оси челнока, особенности обрабатываемого материала,

скоростные возможности машин и т. п.).

Вторая группа характеризует конкретную машину (модификацию)ряда: разряд X4

показывает способ или тип продвижения материала в машине; разряд Х5,

характеризует толщину пакета обрабатываемого материала; разряд Х6 указывает

на наличие встроенных дополнительных устройств, расширяющих технологические

возможности машин. Разряд Х6 для машин челночного стежка не используется,

он предназначен для машин цепного и стачивающе-обметочного стежков.

Третья группа (У) обозначает комплект средств автоматизации, а четвертая

(Z) — комплект технологической оснастки, специализирующей машину на

выполнение конкретной операции.

Для КУР-31 разряды принимают следующие значения:

X1=0 (исходный ряд—не ставится, по мере совершенствования ряда может иметь

последовательные значения 1, 2, 3,...);

Х2=3 (машины челночного стежка);

Х3=1 (первый конструктивный ряд машин одноигольных челночного стежка,

имеющих горизонтальную ось вращения челнока и предназначенных для пошива

легких, средних и средне-тяжелых материалов, максимальная частота вращения

главного вала до 6000 об. в мин.1);

Х4=1, 2, 3, 4 (продвижение материала соответственно одной нижней рейкой,

двумя нижними рейками, рейкой и иглой, нижней и верхней рейками);

Х5=1, 2, 3 (толщина обрабатываемого пакета до 3; 5 и 7 мм);

Х6=1 (наличие механизма ножей для обрезки края материала);

У = 1 ... 299 (1...49—отсутствие средств автоматизация, фрикционный привод;

50 ...99 — автоматический останов машины в заданном положении, подъем и

опускание лапки и обрезка ниток; 100 ,..149—то же, что и 50... 99, и

автоматическое выполнение закрепки в начале и конце строчки; свыше 150—то

же, что и 100 ...149, и программное выполнение сложной строчки; при

обозначениях наборов более 50 на машинах устанавливается регулируемый

привод);

Z=300 ...699 (301 — изготовление отделочных складок на мужских сорочках,

302 — обработка пояса женского плаща, 303—притачивание манжет к рукавам

мужской сорочки).

Для продвижения труднотранспортируемых материалов, в первую очередь с малым

коэффициентом трения, требуется более четкая фиксация их слоев в процессе

продвижения. Для пошива таких материалов используются машины (классы 31-

41+3, 31-42+3, 31-43+3), в которых материал в процессе продвижения

зажимается между нижней и верхней рейками (вертикальный дифференциал).

Нижняя рейка Q2 (рис.2.1) получает движение по эллипсообразной траектории

от механизма традиционной структуры, используемого в базовой машине. На

распределительном валу О2, получающего вращение от главного вала О7 с

помощью зубчато-ременной передачи, установлены два эксцентрика — 27 и 28.

От эксцентрика 27 с помощью звеньев 23, 24, 25 и 26 сообщаются

колебательные движения коромыслу 21, а следовательно, и валу О5

продвижения. Коромысло 22 передает эти движения державке 33, обеспечивая

горизонтальные перемещения рейке Q2 на длину стежка, которая зависит от

Страницы: 1, 2, 3