/
Text
МАШ ИНЫ
Е. А. МАРАКУШЕВ,
С. И. РУСАКОВ,
С. С. ЭППЕЛЬ
МАШИНЫ
ШВЕЙНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Конструкция, расчет
и основы
проектир овапия
Допущено Министерством вы-
сшего и среднего специального
образования УССР ej качестве
учебного пособия для студентов
технологических институтов
легкой промышленности
КИЕВ
ИЗДАТЕЛЬСТВО
1967
« Т Е X Н I К А в
6П9.3 УДК 687.053. 6 (075. 8)
М25 --------
В книге описаны типовые конструкции основных
механизмов машин, даны сведения об их модифика-
циях в зависимости от технологических особенно-
стей выполняемых операций, приводится методика
расчета механизмов Излагаются основы проекти-
рования машин швейного производства, рассматри-
ваются и оцениваются машины, работающие на базе
различных технологических процессов (стачивающие
машины, для зигзагообразной строчки, для выметки
петель, длм настилания тканей, раскроя настилов
и др.). Книга предназначена в качестве учебного
пособия для студентов-технологов швейной специ-
альности вузов, но будет полезна и для студентов-
механиков, а также для инженерно-технических
работников швейной промышленности
Рецензенты: кандидаты техп. паук В Н. Гарба
рук, В. К. Карасев, Б. А. Зайцев, пнж. Б. Л. Кус-
нер
Редакция литературы по пищевой и легкой промыш-
ленности, торговле и бытовому обслуживанию
Заведующий редакцией инж. Е. И. Касперская
КИЕВСКАЯ Ф А Е Г И К А НАБОРА
I гл s. 1
3-16-3
260-67
Предисловие
Для дальнейшего подъема ма-
териального и культурного уровня жизни
советского народа необходимо увеличение
выпуска товаров широкого потребления,
а следовательно, и развитие легкой промыш-
ленности.
Движение вперед швейной промышлен-
ности все больше и больше определяется
достижениями науки, которая создает базу
для технического прогресса всех отраслей
народного хозяйства.
Разработкой научных проблем для швей-
Hoii промышленности занимаются два круп,
пых отраслевых института: в Москве Цен-
тральный научно-исследовательский институт
швейной промышленности (ЦНИИШП) и в
Киеве УкрНИИшвсйпром. Во ВНИИЛТЕК-
маш имеется большой отдел механизации
швейной промышленности.
Решая задачу удовлетворения растущих
потребностей советских людей в красивой,
добротной одежде, необходимо значительно
повысить производительность труда в швей-
ной промышленности для максимального уве-
личения объема производства, улучшить ка-
чество изделий и расширить их ассортимент.
Для швейной промышленности вопросы
комплексной механизации и автоматизации
1*
3
производства играют исключительно боль-
шую роль, так как в настоящее время все
еще слишком велика здесь доля ручного
труда. Достаточно сказать, что объем опе-
раций, выполняемых вручную, даже при мас-
совом фабричном производстве одежды не-
которых видов, продолжает оставаться на
уровне 40—50%. Так, при производстве
женских летних, демисезонных и зимних
пальто ручные операции, по данным пере-
довой Московской швейной фабрики № 9
(24J, составляют 35—37% в общем комплек-
се всех работ.
Кроме того, нужно особо подчеркнуть,
что среди парка швейных машин большой
процент составляют машины универсального
действия, снабженные реечным двигателем
ткани. В этом случае, хотя операция и чис-
лится машинной, па долю рабочего падает
выполнение вручную ряда переходов — пи-
тание машины полуфабрикатом, его ориен-
тация относительно инструмента в процес-
>се работы, съем продукции. Удельный вес
этих работ во времени очень велик, коэф-
фициент же использования самой машины
во многих случаях очень низок и составляет
примерно 0,1. Не следует при этом забывать
и того, что качество работы в этом случае
в большой мере определяется квалификаци-
ей и вниманием рабочего.
Комплексная механизация и автомати-
зация производственных процессов в швей-
ной промышленности находится еще
в начальной стадии. Нет еще в промышлен-
ности не только автоматических поточных
линий, но даже полностью механизирован
пых достаточно крупных отдельных уч.и неон
производственных потоков. Нп полупитома
тах выполняют лишь сидел ьиыо мт совые
операции — нрншнвку пуговиц, выметку
метель, клеевую оорлЬотку воротников
н т. д.
Существенным фактором, способствующим
успешному решению задач механизации и со-
вершенствованию технологических процессов
явились работы, выполненные за последнее
время по совершенствованию конструкции
одежды. Вопросам технологичности конструк-
ции, т. е. возможности ее изготовления в ус-
ловиях массового производства, уделяется са-
мое серьезное внимание.
Однако проведенная за последний период
специализация швейных фабрик и производ-
ственных процессов, а также объединение
фабрик в фирмы и производственные объеди-
нения, позволила укрупнить производствен-
ные процессы, а это в свою очередь, откры-
ло пути для совершенствования технологии,
внедрения новых высокопроизводительных
специальных и специализированных машин,
успешного решения перспективных задач в
области механизации и автоматизации произ-
водственных процессов.
Только глубокое понимание машинных
процессов швейного производства, умение
полностью использовать действующие ма-
шины, изменять технологию с целью меха-
низации операции позволяет нам быстрее
продвинуться на пути комплексной меха-
низации и автоматизации швейного произ-
водства.
Без достаточного количества хорошо под-
готовленных кадров эта задача невыполни-
ма. Настоящее учебное пособие и предназна-
чено для освещения конструкции и основ
проектирования швейного оборудования
в плане дальнейшей механизации и автома-
тизации производства.
Авторы книги не претендуют на исчер-
пывающую полноту изложения вопроса, имея
в виду, что кроме лекционных занятий (ма-
териал которых составляет основное содер-
жание учебного пособия), по курсу прово-
дятся также лабораторные занятия.
5
Предисловие и I раздел книги написаны кан-
дидатами техн, наук С. И Русаковым и
С. С. Эппелем, а II раздел — канд. техн,
наук Е. Л. Маракушевым.
Авторы при отборе материала для учеб-
ного пособия учитывали значимость отдель-
ных вопросов. Так, методы исследования
и проектирования механизмов изложены
в основном в первых двух главах I раздела.
В дальнейшем Hie основное внимание обра-
щается на конструктивные модификации
типовой схемы механизма и специфику их
расчета и проектирования.
Во II разделе основное внимание уде-
лено основам проектирования типовых ма-
шин швейного производства.
Отзывы и замечания по книге просим
присылать по адресу: Киев, 4, Пушкинская,
28, издательство «Техшка».
Раздел I
Механизмы машин швейного производства
Глава
I. Механизмы игл швейных машин
Игла обычных швейных машин представляет собой
круглый стержень с острием на одном конце и головкой (колбой) —
на другом. Внизу иглы есть ушко. По обеим сторонам вдоль стерж-
ня иглы расположены желобки, по которым проходит швейная лит-
ка, заправляемая в ушко. Профиль острия (вид заточки) зависит
от вида сшиваемого материала и характера работы. Швейные
иглы чрезвычайно разнообразны и в зависимости от назначения
имеют различную геометрию лезвия и острия, различную длину,
диаметр лезвия и другие особенности [21].
Проектируя новую иглу или выбирая ее для вновь создавае-
мой машины из числа имеющихся, необходимо представить себе
во всех деталях процесс образования стежка (строчки) и изучить
условия, в которых он будет протекать. В отдельных случаях
для выбора нужной иглы приходится в соответствии с заданными
условиями проводить предварительно серию экспериментов. Так,
желательно, чтобы игла была наименьшей длины, ее прочность
была большей и реже происходила бы поломка иглы, но при этом
нужно учитывать величину ее рабочего хода. Чем он больше,
тем длиннее должна быть игла. Рабочий же ход ее зависит в чел-
ночной машине, например, в основном от максимальной толщины
сшиваемых материалов, толщины игольной пластинки, расстоя-
ния между игольной пластинкой и носиком челнока, величины,
на которую ушко иглы должно опускаться ниже траектории но-
сика челнока.
Поскольку величина опускания иглы зависит от ряда условий
(упругости нитки, ее веса и крутки, длины петли, соответствия
7
между шириной ушка иглы и диаметром нитки и др.), должна быть
предусмотрена возможность соответствующего изменения (регу-
лировки) величины рабочего хода иглы (например, в пределах
1—2 мм). Величина рабочего хода иглы зависит также и от длины
ее острия. При большей длине острия угол заточки иглы меньше
и, следовательно, меньше повреждаемость нитей тканей при про-
коле, но при этом следует учитывать расположение шпульки внут-
ри челнока и не будет ли острие иглы касаться ее. Кроме того,
нельзя забывать и о возрастании напряжений в игле с увеличением
ее длины.
При выборе длины иглы для машины однониточного цепного
стежка нужно учитывать помимо сказанного выше также и то,
производится ли при рабочем ходе иглы предварительное затя-
гивание стежка, так как в этом случае должно быть известное со-
ответствие между размером максимального стежка, т. е. длиной
утягиваемой нитки, и величиной рабочего хода иглы, которая
выполняет это затягивание. Ясно, что в этом случае должно
быть значительно уменьшено трение нитки между иглой и мате-
риалом со стороны мелкого желобка иглы. Мелкий желобок вы-
полняют длинным.
Приведенными примерами мы хотели показать, что без надле-
жащего знания технологии машинных стежков и строчек нельзя
даже грамотно выбрать самую иглу, а не только спроектировать
ее механизм.
Основные функции машинной иглы: прокол швейных материа-
лов, проведение через них петли нитки, заправленной в ушко
иглы, образование зазора между иглой и ниткой при обратном
ходе иглы. Для выполнения этих функций игла совершает воз-
вратные движения. Направление этих движений самое различное.
Классификация видов движения иглы приведена в табл. 1,
Чем сложнее движение исполнительного (рабочего) органа,
тем сложнее и устройство механизма, приводящего его в движение,
§ 1. Передача движения игле
от одной кинематической цепи
Передача прямолинейного возвратно-поступательноТо
и возвратно-поворотного (колебательного) движения в плоскости
осуществляется механизмом, имеющим довольно простую схему,
таким, как кривошипно-шатунный, кулачковый или эксцентрико-
вый механизм.
8
Классификация видов движений иглы
Таблица. 1
Характер движения Направление движения Примерные типы машин
Плоское простое Прямолинейное возврат- но-поступальное: по вертикали в вертикальной плоско- сти под острым углом к материалу в горизонтальной пло- скости Возвратно-поворотное (ко- лебательное по дуге окруж- ности): в вертикальном направ- лении в горизонтальном на- правлении вдоль и по- перек строчки, а также под другим углом к ней Обычные стачивающие ма- шины Стачивающе-обметочные машины Скорняжные машины, для разметки проймы Одна из первых стачиваю- щих машин (Вильсона — «клевалка») Машины потайного стеж- ка для стегальных и подши- вочных работ
Плоское сложное Прямолинейное возврат- но-поступательное по верти- кали и возвратно-поворот- ное (колебательное) по гори- зонтали в плоскости, парал- лельной главному валу То же, в горизонтальном направлении в плоскости, перпендикулярной к глав- ному валу Машины для образования зигзагообразной строчки Стачивающие машины бес- посадочного шва
Пространствен- Прямолинейное возврат- Машины для пришивки
ное но-постунательное по верти- кали и колебательное отно- сительно оси (движение по боковой поверхности ци- линдра) Прямолинейное возврат- но-поступательное по вер- тикали и вращательное во- круг вертикальной оси иглы Прямолинейное возврат- но-поступательное по верти- кали; возвратно-поворотное (колебательное) в горизон- тальном направлении в ин- тервале между проколами; вращательное вокруг верти- кальной оси игловодителя фурнитуры (типа 27 кл.) Вышивальные машины од- нониточного цепного стежка (типа ВМ-50) Машины для выметки пе- тель с глазком и без глазка двухниточными цепными стежками (типа 29 кл. ПМЗ)
9
Рис 1. Схема машины 10 кл. ПМЗ.
Кулачковые механизмы иглы встречаются редко, так как игле
обычно нужно давать движения, имеющие сравнительно простой
закон перемещения, а это может быть осуществлено более надеж-
но работающим кривсшппно-шатунным механизмом.
Только в тех случаях, когда игловодитель должен по условиям
стежкообразования совершать движения с выстоями на отдельных
участках пути, с возвратными движениями в пределах одного хода,
как например, в старых машинах с продольным челноком, а также
Рис. 2. Схемы механизма иглы при расположении главного вала
в платформе машины.
в машинах для сшивания тяжелой кожи (36 кл. ПМЗ), есть падоб-
пость применить кулачок.
Иногда для более компактного размещения передаточных де-
талей в корпусе машины используют эксцентриковый механизм.
Так, в скорняжной машине 10 кл. ПМЗ, работающей при
2500 об/мин, эксцентрик 1 (рис. 1) главного вала 2, действуя на рож-
ки 3 вилки, сообщает игловодителю 4 прямолинейное возвратно-
поступательное движение по горизонтали. Недостатком механиз-
мов с высшими парами является наличие больших контактных на-
пряжений, однако при этом возможно использование низших пар
(эксцентрик — манжетка — вилка, эксцентрик—хомутик).
Эксцентриковые механизмы иглы получили распространение
в ряде машин, главный вал 1 которых (рис. 2) расположен в плат-
форме машины; в рукаве машины размещается либо колеблющийся
игольный вал 7 (рис. 2, а), либо колеблющийся рычаг игловоди-
теля 11 (рис. 2, б). Нетрудно понять, что в обоих случаях можно
иметь эксцентрик 10 с небольшим эксцентриситетом даже при до-
гольно значительном ходе игловодителя 3, так как должным со-
отношением плеч рычага 11 (рис. 2, б) или заднего 8 и переднего 6
11
коромысел игольного вала 7 (рис. 2, а) можно получить требуе-
мой величины ход иглы 2.
Схема с колеблющимся игольным валом несколько сложнее
в конструктивном отношении, но зато здесь оси вращения распо-
ложены параллельно, а потому в соединениях деталей примене-
ны простые цилиндрические шарниры.
Большим преимуществом схемы с рычагом игловодителя
является простота конструкции, отсутствие в рукаве машины иголь-
ного вала с опорами, возможность придания рычагу различной фор-
мы и размещения его просто на шарнирном винте, наличие вместо
кривошипа 6 и шатуна 5 (рис. 2, а), преобразующих колебатель-
ные движения игольного вала в прямолинейные игловодителя,
лишь шатуна 5 (рис. 2, б), соединяющего колеблющийся по верти-
кали конец рычага 11 с прямолинейно движущимся вниз и вверх
игловодителем 3.
К числу недостатков рассматриваемой схемы нужно отнести
необходимость применения шаровых шарниров в местах соеди-
нения головок шатуна 9, а также использование эксцентрика 10
со сферической поверхностью (рис. 2, б).
При возвратно-поворотном (колебательном) движении иглы
схема эксцентриковой передачи упрощается, так как игловоди-
телем может быть, например, рычаг 4 (рис. 3, а). Для этого он
должен быть соответственно расположен и изогнутая игла 5 за-
12
креплена на переднем конце рычага посредством иглодержателя.
В схеме с колеблющимся игольным валом 6 (рис. 3, б) также воз-
можно закрепление игловодителя 7 на переднем его конце. В этом
случае (машины потайного стежка модели 7, СМ-2 и др.) изогну-
тая игла 5 будет совершать колебательные движения в горизонталь-
ном направлении.
Как в том, так и в другом случае механизм получает движение
от главного вала 1 через эксцентрик 2 и шатун 3.
Ряс. 4. Схема механизма иглы при
расположении главного вала
в рукаве машины.
В парке швейных машин большой удельный вес имеют, как из-
вестно, машины челночного стежка. В них главный вал преиму-
щественно располагается в рукаве машины и механизм иглы яв-
ляется в основном кривошипно-шатунным. Его типовая схема по-
казана на рис. 4 в перспективном (рис. 4, а, в) и плоскостном
(рис. 4, б) изображении. Из схемы видно, что главный вал 9, под-
держиваемый подшипниками 10 в рукаве машины, при вращении
заставляет вращаться и кривошип 8, закрепленный жестко на его
переднем конце. Этот кривошип 8 совместно с шатуном 6 преобра-
зуют вращательные движения главного вала в прямолинейные
возвратно-поступательные движения игловодителя 4, помещенно-
го в направляющих 3 и 7. Шарнирное соединение шатуна 6 с иг-
ловодителем 4 достигается шпилькой 5, в хомутике которой
13
закреплен игловодитель. На нижнем копце последнего иглодер-
жателем 2 закрепляется игла 1.
Рассмотрим, в каком направлении следует вести расчет при про-
ектировании механизмов иглы, какие нагрузки в звеньях меха-
низмов являются решающими с учетом специфики и условий их
работы.
По второму закону Ньютона при движении результирующая
сила (инерция) равна его массе, умноженной на ускорение центра
тяжести, Ри = —mas. Так как скорость вращения главного ва-
ла швейных машин доходит до 5000—6000 об/мин, а ряд звеньев
имеет возвратные движения, можно ожидать, что силы инерции
будут достаточно большими и именно они будут определять на-
пряжения в деталях швейных машин и износ кинематических
пар. Действительно, инерционные нагрузки составляют 85—95%
от суммарных нагрузок на детали, а полезные нагрузки не превы-
шают 10%.
Как известно, объемные напряжения в деталях швейных ма-
шин невелики, и нарушение работоспособности того или иного
механизма чаще всего определяется износом кинематических пар.
Увеличение зазоров в кинематических парах может привести к то-
му, что они не будут заполнены слоем масла, тогда при изменении
направления силы сопротивления движению будет удар и износ
в паре резко увеличится.
По известному закону динамики тангенциальную составляю-
щую сил инерции мы можем определить как производную кинети-
пг dE w(^-
ческои энергии по пути Ри — тг — —
Йо ZZ_\o
будет пропорциональна квадрату скорости, а износ в кине-
матических парах будет зависеть не только от нагрузки (пропор-
циональной квадрату скорости), но и от скорости скольжения
в кинематической паре (к = Pv). Следовательно, износ будет про-
порционален кубу скорости. Так как инерционные нагрузки яв-
ляются определяющими (более 90% от общих) в деталях швейных
машин, то при увеличении числа оборотов главного вала вдвое
объемные напряжения увеличатся в четыре раза (пропорцио-
нально квадрату скорости), а износ деталей в восемь раз (пропор-
ционально кубу скорости).
Расчет таких механизмов относительно сложен и кропотлив:
надо прежде всего определить скорости и ускорения интересую-
щих нас точек звеньев, затем найти силы, действующие па звенья
и кинематические пары, и, наконец, перейти к расчетам ла проч-
ность и работоспособность.
14
dv
— = mv-r- , т. е. она
аг>
износ в
Рассмотрим для примера два простейших механизма иглы.
В механизмах иглы обычно отдается предпочтение аксиально-
му кривошипно-шатунному механизму, в котором ось игловоди-
теля пересекается с осью главного вала. Размер кривошипа В = АВ
(рис. 5) определяется по величине хода
иглы 5И (Sc), расчет которого изложен
в курсе «Технология швейного произ-
водства». Если мы возьмем два крайних
положения механизма иглы, когда криво-
шип АВ и шатун ВС расположены на
одной прямой линии (точка В на верти-
кали расположена под А или над А), то
S
очевидно равенство АВ = — . Размер
шатуна ВС определить сложнее. Известно,
что из неравномерных движений переме-
щение по простому гармоническому зако-
ну (косинуса или синуса) дает наиболее
благоприятные динамические показатели
(нет резких изменений величины ускоре-
ния, а следовательно, и ударных нагру-
зок на детали и кинематические пары).
Из курса механики известно, что для
аксиальных кривошипно-шатунных меха-
низмов путь точки С
pz
Sc ~ г (1 — cos ф) ± -57- sin2 ф.
В рассматриваемом механизме г= АВ;
I — ВС; ф — угол поворота кривоши-
па АВ.
Скорость
Рис. 5. Кривошипно-ша-
тунный механизм иглы
vE = юг (sinф ± sin
Ускорение
а = ш2г ^cos ф ± -у- cos 2фj .
Величина отклонений от гармонического закона движения
определяется вторым членом бинома: чем меньше отношение
тем меньше отклонение. Величину г — АВ мы выше определили,
15
а величину I = ВС очень большой взять нельзя, так как больши-
ми будут тогда размеры головки рукава и вес швейной машины.
В швейных машинах отношение ~ = 0,33 <- 0,5. На рис. 6
/ * s \
показаны кривые перемещения иглы I — 1 для различных значе-
ний у. Из рисунка видно, что с уменьшением отношения у от-
клонения от гармонической кривой меньше. Важно, чтобы игла,
находясь в ткани, перемещалась быстрее, чем в период нахожде-
Рис. 6. Диаграмма иглы
кривошипно-шатунного
механизма.
ния ее над тканью, благодаря этому вре-
менной коэффициент рабочего хода иглы
1 снижается и больше времени оста-
ми /
ется для других переходов процесса стеж-
кообразования (затяжка нити, перемеще-
ние ткани) *.
При высоких скоростях главного вала,
а особенно в случае применения капро-
новых ниток, изменяются технологические
требования к механизму иглы. При боль-
шой скорости прохождения иглы через
ткани и малой термостойкости нитки последняя может разру-
шиться (часть волокон сгорит, обуглится или расплавится) из-за
значительного нагрева иглы.
Для уменьшения нагрева иглы применяют различные способы
отвода тепла: обдувка иглы холодным воздухом, смачивание верх-
ней нитки холодной жидкостью. Кроме того, можно несколько
* Коэффициент рабочего хода иглы правильно определять отношением
времени нахождения иглы в ткани ко всему времени кинематического цикла
игольного механизма Лри = —а не отношением (как это иногда делается)
величины перемещения иглы в ткани к общему перемещению иглы^ ^р.и =
S \
— —Р-ц- 11 такое определение неудачно. Так как угловая скорость глав-
ен /
ного вала величина постоянная, то, очевидно, можно определять коэффициент
.. ip *Рр
рабочего хода иглы п по углу поворота главного вала лр и = -у- = .
16
изменить кинематическую схему игольного механизма. Для этого
целесообразно проектировать циклограмму работы машины с бо-
лее жесткими условиями работы других механизмов, что увеличит
коэффициент рабочего хода иглы и уменьшит скорость ее переме-
щения в ткани. На рис. 5 пунктиром показан «обращенный» криво-
шипно-шатунный механизм иглы: шарнир С расположен над главным
валом. На рис. 6 можно сравнить перемещения обычного и обращен-
ного механизма. В обращенном механизме игла будет перемещаться
в ткани со скоростью меньше средней, и, наоборот, при переме-
щении над тканью ее средняя скорость повысится. Средняя
скорость за кинематический цикл механизма останется прежней и
опасность разрушения игольной нити уменьшится.
Переходим к кинематическому и силовому расчету механизма
иглы. Для построения плоской кинематической схемы механизма
должны быть известны: размеры всех звеньев и расположение
стоек (неподвижных кинематических пар) — шарнира А и направ-
ляющей игловодителя. Закон движения ведущего звена АВ также
должен быть известен для расчета, обычно он задается величиной
и направлением вектора угловой скорости содв или числом оборо-
/ ЗОсо д п \ у..
тов главного вала = —-—I - Принимаем, что все ведущие
звенья швейных машин имеют постоянное число оборотов (со =
= const). На самом деле угловая скорость главного вала швей-
ных машин несколько колеблется (для быстроходных машин при
максимальной скорости эти колебания обычно равны 1/200 от сред-
ней). Перемещения интересующих нас точек звеньев механизма
определяем методом засечек. На рис. 7, а показано перемещение
точки С и центра тяжести шатуна (центр тяжести или задан,
или определяется методами, известными из курса механики).
Траекторией движения точки В будет окружность радиуса
АВ (АВ = const). Принимая содв = const, разделим окружность
на 12 (можно 24, 36...) равных частей. Полученные дуги будут ве-
личиной перемещения точки В через каждые 30° поворота главно-
го вала. Так как точка С всегда находится на расстоянии ВС от
точки В и движется по вертикальной прямой, определяемой по-
ложением направляющей игловодителя, то из отмеченных поло-
жений точки В (Во, Ви В2,..., В12) делаем засечки радиусом ВС
на траектории точки С (вертикальной прямой). Полученные точ-
ки и будут определять положение точки С после каждого поворо-
та главного вала на 30°. Соединив соответствующие точки В и С,
найдем 12 положений шатуна ВС, а отметив, на каждом положении
шатуна его центр тяжести 5Ш, найдем траекторию и 12 положений
2 2187
17 г
точки SBc- Таким методом мы можем найти траекторию и положе-
ние любой точки, связанной с шатуном и кривошипом.
Переходим к построению плана скоростей. Скорость точки В
постоянная
Рис. 7. Исследование кривошипно-шатунного механизма иглы.
Рассматривая движение точки С как перемещение вместе с точ-
кой В и относительно точки В, можно написать векторное урав-
нение
VC = VB + Vcb-
Для решения этого уравнения выбираем полюс плана скоро-
стей (рис. 7, б и в) pv и откладываем в удобном для нас масштабе
«масштаб скорости» /и, (выбор масштаба зависит от площади чер-
тежа построения и желаемой точности), вектор’ скорости точки
18
В — Vb- Относительная скорость точки С направлена перпенди-
кулярно к ВС. Величина вектора исв нам пока неизвестна. Направ-
ление вектора vc будет вертикальным в соответствии с траекторией
точки С. От конца вектора проводим направление вектора исв,
а из полюса рг, направление вектора vc', их пересечение, которое
обозначим С, определит в масштабе kv скорости vc и исв-
Из курса механики известно, что фигура относительных ско-
ростей звена на плане скоростей .подобна звену. Поэтому делим
на плане скоростей относительную скорость пвс так, чтобы
Впа а
---; =-5-и, соединяя полученную на плане скоростей точку Л2
vcs2 cst
с полюсом pv, получаем скорость центра тяжести звена ВС. Таким
методом мы можем найти скорость любой точки, связанной жестко
со звеном.
На рис. 7, б построен план скоростей для второго положения
механизма, а на рис. 7, в — для седьмого. Поскольку векторы
скоростей точки С для различных положений будут различными,
надо строить планы скоростей не менее чем для 12 положений. Если
для всех положений механизма строить планы скоростей из одного
полюса pv, то, соединив плавной кривой концы векторов скорости
для одной точки, мы получим кривую, определяющую величину
и направление вектора скорости точки для любого положения ме-
ханизма. Такая кривая называется годографом. Его точность бу-
дет большей при большем числе положений механизма.
Характеристика скоростей некоторых точек механизмов иглы
для наиболее распространенных в промышленности быстроходных
швейных машин приведена в табл. 2.
Таблица 2
Характеристика скоростей некоторых точек механизмов иглы
Класс машины Размеры звеньев, т 1 Скорость точки В V£ м/сек Средняя скорость точки С, м/сек рР
т 1 за весь путь за период на- хождения
в тка- ни 1>р над тка- нью
22-А 15,8 36,5 0,4 5,8 2,9 3,6 2,03 1,77
Б-1 15 44,5 0,34 5,5 2,7 3,38 2,03 1,62
252 17 45 0,38 6,23 2,9 3,6 2,03 1,77
97 14,5 66 0,22 7,6 5,3 5,0 4,1 1,22
2*
1»
Очевидно (это легко проверить построением плана скоростей),
что при обращенном механизме иглы (см. рис. 5) мы можем пони-
зить среднюю скорость прохождения иглы через ткань в 1,6—
1,8 раза (для 22 кл. скорость рабочего хода кр = 2,03, а холостого
хода vK = 3,6). Правда, соответственно изменится и коэффициент
рабочего хода иглы, а следовательно, появятся некоторые трудно-
сти при проектировании.
Для построения плана ускорений составляем векторное урав-
нение
~ t . ~п . ~t
ос = а в + асв -ф асв-
Поскольку точка В движется равномерно но окружности,
она будет иметь только нормальное ускорение
так как приращение скорости dv равно пулю.
Точка С движется по прямой, поэтому у нее будет только тан-
генциальное ускорение {ас = vc/Rc — 0, так как Rc = сю).
Как известно, нормальная составляющая ускорения (центростре-
мительное) направлена по радиусу к центру вращения (в абсолют-
ном или относительном движении), а тангенциальная — по ка-
сательной к траектории (перпендикулярно к радиусу кривизны
траектории). Выбираем масштаб ка, полюс плана ускорений ра,
определяем по вышеприведенным формулам нормальные ускоре-
ния:
,2
П . 2 , л D. И СВ
ав — ав!АВ, асв = •
Величины ив и vcb берем из плана скоростей с учетом выбранного
масштаба kv. Из полюса ра откладываем вектор ав (параллельно
АВ, от В к А), к нему прибавляем вектор асв (параллельно ВС
от С к В) и направление вектора а1с (его величину мы пока не зна-
ем). Затем из полюса ра откладываем направление вектора ас,
пересечение векторов и определит в масштабе ка величину векто-
ров ас == Раска и асв = Ъ'ска. Величину и направление вектора
ускорения центра тяжести находим из подобия (также, как опре-
деляли вектор vs на плане скоростей). Максимальное значение
ускорений для быстроходных машин со скоростью вращения
главного вала 3500 об/мин достигает 2000—2200 м/сек2.
20
Отклонение от гармонического закона движения из-за отно-
сительно больших значений у приводит к увеличению максималь-
ных значений ускорений игловодителя (точки С) на 30—40%
Jb 1 -J- — раза) . Это же в свою очередь приводит к увеличению
инерционных нагрузок на механизм. Хотя при этом сохраняется
плавность (безударность) их изменения, все же это явление не-
желательное. На рис. 7, г и д построены планы ускорений для 2-го
и 7-го положений механизма.
Теперь перейдем к определению сил, действующих на звенья
и кинематические пары механизма. Согласно принципу Даламбе-
ра для всякой механической системы в каждый момент времени
ее движения все внешние силы, включая реакции связей, и разви-
ваемые ею силы инерции взаимно уравновешиваются. Как извест-
но, сила инерции равна массе, умноженной па ускорение центра
тяжести, имеет направление, обратное ускорению (Рп ——mag),
и приложена в центре качания звена. Можно приложить силу инер-
ции и в центре тяжести 5г, но тогда падо к звену приложить еще
момент силы инерции
о вс
Ми = — IsfiBC = — IS, ’
где Is, — момент инерции звена относительно точки S2;
е = а*/В — угловое ускорение звена.
Из формулы видно, что момент силы инерции направлен в сто-
рону, обратную угловому ускорению звена. В дальнейшем мы везде
будем прикладывать силу инерции Р„ в центре тяжести и учиты-
вать момент силы инерции 71/и- Построение планов сил надо на-
чинать с ведомых звеньев и брать диаду (два звена *) иначе задача
будет статически неопределенной (две составляющие реакций, оди-
наково направленные, и определить их величину не удается). Бе-
рем диаду игловодитель — шатун (третье и второе звенья). Рис. 7, е
и ж показано построение плана сил для второго и седьмого положе-
ния механизма. Так как мы разъединили шарнир В, то заменяем
кинематическую связь силовой — реакцией кривошипа (1-го звена)
на шатун (2-ое звено), обозначим ее Т?12 (реакция первого звена
па второе). Разложим реакцию Н12 на составляющие: вдоль зве-
на —Bia и перпендикулярно звену R\z- Понятно, Л12 = 7?Гг +
* Одно звено можно исследовать, если известно направление реакции,
например, для кулисного механизма.
21
+ Rl2. О реакциях и R{2 мы знаем только, что одна из них на"
правлена вдоль звена, а другая — перпендикулярно звену и пока
неизвестно, в какую сторону. Их действительные направления
мы определим позже (направление Н*2 из уравнения моментов
Рис. 8. Определение мо-
ментов инерции шатуна
игловодителя.
2-го звена, а — из плана сил). Опре-
делим силу инерции второго звена РИг =
= —mas, (кГ) и приложим ее в центре
тяжести в направлении, противоположном
ускорению as,. Определяем массу звена
т = G/g. Если детали звепа имеются по-
ка только в чертежах (ведется расчет про-
ектируемой машины), то определяем вес
звена по его объму и удельному весу. За-
тем прикладываем к звепу шатуна мо-
мент силы инерции Мм, = —I 2есв =
= —I2acslCB кГм. Величину ускорения
определяем по плану ускорений, момент
инерции звена может быть задан или при-
ходится его найти. Для этого нужно вос-
пользоваться аналитическим или экспери-
ментальным методом определения момен-
та инерции 12 звена. Из курса механики известно, что
I = f рI 2сйп,
где р — расстояние от элементарной массы до оси, относительно
которой определяем 1;
dm — элементарная масса.
Если деталь имеется только в чертежах, то обычно мы поль-
зуемся приближенными расчетами, расчленяя детАль на простей-
22
шие элементы, моменты инерции которых легко определить расче-
том или из таблиц. Если размеры детали (или ее элемента) малы
по сравнению с расстоянием от оси, относительно которой опреде-
ляется I, то обычно принимаем
«тир2,
Где т — масса элемента детали;
р — расстояние от центра тяжести элемента до оси.
Если деталь (или ее элемент) однородна и имеет равновеликие
площади сечений (рис. 8, а), то
dm = и /о = f dmp2 = f Р2 Ф =
б*- J б* J
G(pj-Pf) __ g(p| + Pi + p1P2) .
3gZ ’ 3g
так как
I = Р2-Pt; Is = Iu-mp| = -^ [p* + Pf + PA--3 ’
где G — вес элемента детали;
g — гравитационное ускорение;
S — центр тяжести детали.
На рис. 8, б и в даны модификации размещения детали с равно-
великими сечениями относительно оси О. Очевидно для детали
на рис. 8, б
Q Г 1 1
/о. ~Io~ mpl + mplt = Iр2 + р2 + рхр2 + у (p2f — Р|) I.
Для детали на рис. 8, в
P2 = Z и Р1 = 0; 1О = fy.
Найдем момент инерции массы для полого цилиндра (рис. 8, а)
(масса полого цилиндра ~ , деленная па объ-
ем полого цилиндра л(Н2 ~ r2)h и умноженная на объем эле-
ментарного полого цилиндра радиусом р и толщиной стенки
dp = 2nhpdp). Тогда
г С 2л С чл G (Т?""г2)
Г
23
Очевидно, что для сплошного цилиндра г = 0 и 1ХХ — .
Вес деталей G определяется по вычисленному объему V (размеры —
из рабочего чертежа) и удельному весу у
G = У у.
Таблица моментов инерций массы для простейших элементов имеет-
ся в литературе [31].
Для примера приводим определение момента инерции массы
шатуна игловодителя машины 252 кл. (рис. 8, д'). Делим деталь
на пять элементарных участков: 1, 2, 3 — полые цилиндры шар-
ниров и соединяющие их участки 4, 5 с равновеликими сечениями.
^0, = + ^0,2 + /о,3 + ^0,4 + ^0,5', loti = (R1 + ^1)!
/Ог2 = (Л? + rl); Ioa = IOtZ + mMl = -g (й2 + r22 + aft,
rOl3 = % № + i + «32); /0>4 = (/42 + Rl + B^)-
/o,5=ад.
Подставляем значения моментов инерции в основную формулу
и находим/о. Если надо узнать момент инерции имеющейся дета-
ли, то его можно определить экспериментально. Наиболее при-
годны два метода для определения моментов инерции деталей
швейных машин: метод физического маятника и метод бифилярного
подвеса. В первом случае деталь подвешиваем па ребре трехграп-
ной призмы и после отклонения ее в вертикальной плоскости на
угол 3—5° определяем время полного колебания — t (t опреде-
ляется, как среднее от 30—50 колебаний). Затем по известной
формуле
т Git2
где G — вес детали;
I — расстояние от точки подвеса до центра тяжести звепа,
определяем момент инерции относительно точки подвеса. Момент
инерции относительно центра тяжести J $ = 1в= G/gl2, а относи-
тельно оси О 1о = 1в — G/g (Z2 — Ь2),
где b — расстояние от точки подвеса до оси верхней головки ша-
туна.
24
Во втором случае деталь подвешивают на двух одинаковых
нитях так, чтобы ее центр тяжести находился на вертикальной оси,
посередине между нитями. Деталь отклоняем в горизонтальной
плоскости на 3—5° и также определяем время одного полного ко-
лебания t"
где b — расстояние между нитями;
I — длина нити.
Направление момента силы инерции (M„J определяем по пла-
ну ускорений (см. рис. 7). Тангенциальное ускорение точки С
относительно точки В (асв) направлено против часовой стрелки
(приложим «св к точке С), значит момент силы инерции направ-
лен по часовой стрелке.
На игловодитель (звено 3) действуют равнойдествующая ре-
акций направляющих 7?оз. прикладываем ее в точке С, направ-
ление горизонтальное, перпендикулярное к вертикальным направ-
ляющим (направо или палево пока неизвестно, определяется из
плана сил, можно определить и из уравнения моментов относи-
тельно точки В). Затем сила инерции третьего звена Р„г = —т3ас
(так как игловодитель движется поступательно, ускорение всех
его точек одинаково), паправлепая в сторону противоположную
ускорению ас и сила сопротивления проколу ткани Рпр, значение
которой берем из таблиц. Силу Рпр прикладываем лишь в тех поло -
жениях механизма, когда игла находится в ткани. Силы тяжести
звеньев и силы сопротивления трения и воздуха не учитываем,
как малые по сравнению с силами инерции. При повышении тре-
бований к точности расчетов силы трения и тяжести учитывают.
Составляем векторное уравнение для диады шатун—иглово-
дитель
Вд2 + 7?12 + Рв, 4- Во, + Pop + Рп, — 0.
Силы, известные по величине и направлению, подчеркиваем
стрелкой и чертой, а силы, известные только по направлению —
стрелкой. В векторном уравнении у нас три неизвестные силы
Т?12, В*2 и Во,, следовательно, план сил построить (графически
решить векторное уравнение) пока нельзя. Составляем уравнение
моментов для шатуна относительно точки С
в^т + р^+м^о.
25
Мп — определен нами ранее по величине и направлению РВе
и ВС известно, плечо hpu равно перпендикуляру, опущенному
из точки С на силу (или ее продолжение) Р„2. Следовательно,
мы можем найти В{2- Направление момента В{2 (ВС) будет про-
тивоположно направлению результирующего момента PBihpv
плюс Мп.
Теперь можно построить план сил. Выбираем полюс, от пего
проводим линию направления вектора 7?о3 (пока его величину
мы не знаем) и вектор PBs, прибавляем последовательно векторы
РВг и и затем направление вектора В%2. Пересечение направле-
ний векторов и /?оа определит их величины. Так как для звена
шатуна можно написать векторное уравнение
Ra + Ri2 + РВг + R32 = О,
то на плане сил замыкающаяся трех первых векторов сил и будет
Т?82 (реакция в шарнире С). Зная силы, действующие на деталь,
и точки их приложения, можно определить объемные напряжения
(провести расчеты на прочность) в опасных сечениях. Однако объем-
ные напряжения в деталях швейных машин относительно невели-
ки и разрушение деталей у швейных машин практически очень
редкое явление (исключение представляет игла, где запас проч-
ности очень невелик). Для деталей швейных машин гораздо важ-
нее, как указывалось, учитывать износ поверхностей трения ки-
нематических пар. Этот показатель является основным в оценке
работоспособности деталей.
Так как износ детали зависит от многих причин (работы сил
трения, материала, из которого она изготовлена, термообработ-
ки, зазора в паре, сорта масла и режима смазки, ухода и др.),
то расчеты ведутся с большей или меньшей степенью приближения.
Мы приведем очень удобный и простой, но приближенный метод
определения износа по коэффициенту нагревания
к = pv,
где р — среднее удельное давление на поверхность трепня, кГ/см2',
v — средняя скорость скольжения одной поверхности трения
относительно другой, м/сек.
Кинематические пары могут иметь относительно сложную поверх-
ность и давление на нее распределяется неравномерно. Удельное
давление
р = B/F,
26
где В — нагрузка на кинематическую пару;
F — условная площадь воспринимающей поверхности.
Эта условная площадь принимается равной проекции поверхно-
сти трения на плоскость, в которой расположен вектор скорости
скольжения. При любом расчете приходится делать допущения,
упрощающие действительное явление, а полученная погрешность
компенсируется эмпирическими составляющими формул или
эмпирически определенными допустимыми значениями, получен-
ных результатов расчетов. (В нашем случае — допустимых зна-
чений коэффициента нагревания к). Для цилиндрических шарни-
ров условная поверхность трения F равна диаметру шарнира,
умноженному на его длину dl, для конического — среднему диа-
метру на длину dCBl, для шарового — площади круга — проекции
площади соприкосновения.
Для поделочной углеродистой стали, условий смазки, чистоты
поверхности и точности обработки, характерных для деталей
швейных машин, допустимые значения к = 15-4- 20 кГ/смг.
В этом случае детали служат год и более.
Определим коэффициент нагревания для наиболее нагружен-
ного шарнира В игольного механизма
р — RyJdjJ.', В1г = 2?12 Т?12>
где
— диаметр оси шарнира.
За один оборот главного вала А ось шарнира В в подвижной
опоре повернется на один оборот (360°), тогда средняя скорость
скольжения
пйшпАВ К-1гПпАВ
РсР ~ 60 л Р 601
Для шарнира С (за один оборот главного вала шарнир поверне-
тся на угол а, см. рис. 7, а)
Н23ЛпАВ ( а° \
кс = ~ 601 ’ к 360 ] •
В табл. 3 даны некоторые характеристики механизмов иглы
машин 22 и 97 кл.
Силу сопротивления ткани проколу точнее всего можно опре-
делить методами тензометрии [17]. Для этого изготовляют специ-
альную консольную игольную пластину, на которую наклеивают
проволочный датчик. Шкала электроприбора (омметр и амперметр)
тарируется по нагрузке и тогда легко определить максимальную
величину РПр. При помощи осциллографа можно записать и закон
изменения Рпр/<р п0 углу поворота главного вала.
27
Таблица 3
Показатели, характеризующие механизмы иглы
Показатель Класс машины
22 97
Шарнир В Шарнир С Шарнир В Шарнир С
Усилие, кГ 7,3 4,9 17,6 7,8
Давление, кГ/см* I 2 * * * * * В Коэффициент нагревания, 11,5 5,4 11,8 7,2
к Г/см2 - м/сек 16,9 1,5 37,8* 5,3
* Ввиду большого значения к трение скольжения заменено трением каче-
Ш1Я (поставлен игольчатый подшипник).
Метод определения средних значений Рщ, при проколе с помощью
маятникового копра имеет значительно меньшую точность. Эти ве-
личины Рпр.ср приведены в таблицах в литературе 15].
Зная силу прокола, легко рассчитать прямую иглу на проч-
ность. По формуле Эйлера (для Z > 25 d)
где Е — модуль упругости;
I — момент инерции поперечного сечения;
I — длина незащемленпой части иглы (длина иглы без колбы).
Для иглы № 1 принимаем: Е — 2,2 • 10° кГ/см2-, I = 0,0000035 см*
(для сечения, ослабленного канавками и отверстием для нити);
I — 27 мм.
п 3,14 • 2,2 • 10е . 0,0000035 о с „
Главный вал 8 (рис. 9, о) поддерживается в рукаве машины
обычно двумя подшипниками 7, но при большей длине вала, а так-
же и в других случаях (коленчатый вал), применяют и три опоры.
В небыстроходпых машинах используют скользящие подшипники
(втулки), а в быстроходных — шариковые и роликовые. Приво-
дится главный вал во вращение в машинах промышленного типа
посредством ременной передачи от электродвигателя (см. привод
к машинам). Для этого на заднем конце главного вала закрепляе-
тся желобчатый шкив 9, снабженный маховиком. Обычно шкив
закрепляют на валу двумя упорными винтами, ’ нажимающими
28
сбоку на вал, и одним установочным винтом, ввертываемым внутрь
заднего конца вала и фиксирующим такое положение маховика
на валу, которое исключало бы произвольное смещение вала
(люфт) вдоль оси, но в то же время обеспечивало свободное враще-
ние вала в подшипниках. Если маховик имеет противовес и его
Рис. 9. Варианты кривошипно-шатунного механизма иглы.
положение на валу должно быть строго определенным, один из
упорных винтов заменяют стопорным, а вдоль заднего конца ва-
ла фрезеруют канавку под винт.
Маховики машин разных типов различны по весу и диаметру.
Основное их назначение — уменьшить неравномерность хода ма-
шины.
Движущая сила в машине обычно соответствует среднему
значению сил сопротивления и для определенной машины остается
29
величиной постоянной. Известно, например, что для машин ти-
па 22 кл ПМЗ средняя потребная мощность составляет примерно
0,25 кет.
Силы сопротивления, состоящие из сил полезного сопротивле-
ния (прокол тканей, их продвижение, затягивание стежка) и инер-
ционных сопротивлений, непостоянны и изменяются в течение од-
ного оборота главного вала машины. В отдельные интервалы вре-
мени в течение одного оборота вала имеется поэтому неравенство
силы движущейся и сил сопротивления и главный вал должен
в силу этого вращаться либо с замедлением, либо с ускорением.
Если бы на главном валу машины был укреплен только один
желобчатый шкив, коэффициент неравномерности был бы равен
1
-g-. Это очень большой коэффициент. Он показывает, что разница
между I’max и t’min (итах в rtmm) достаточно большая. Так, если пср
составляет 3000 об/мин, то разница между //тах и //min достигает
600 об/мин f б = = О.™ - «min = 1 \ Значит, в „
\ 30U0 5 I ’
\ /
момент внутри одного цикла вал вращается со скоростью
3300 об/мин, а в другой — только 2700 об/мин. Неравномерный
ход главного вала приводит к тому, что ведущие звенья, уста-
новленные на нем, движутся с переменной скоростью, а это
вызывает колебания скорости движения и других (ведомых)
звеньев машины и повышает динамические нагрузки на звенья
и кинематические пары механизмов. При этом создается также виб
рация машины, что затрудняет работу на ней и прпводит к разлад-
ке механизмов.
Для уменьшения разницы между vmax и nmin нужно увеличить
вращающуюся массу, так как в этом случае разность работ, пре-
вращаясь в кинетическую энергию, создает условия для меньшего
колебания скорости. В самом деле, маховое колесо, воспринимая
излишнюю энергию при избытке движущей силы, будет отдавать
приобретенную живую силу в момент недостаточности движущей
силы и тем самым уменьшать неравномерность хода главного ва-
ла в пределах цикла.
Напомним общее уравнение движения машины
•^Д.С -^С.С = = g' ^Пр (^2 1) >
где АЛ — разность (положительная или отрицательная) между
работой движущих сил Ар с и работой полезных и
вредных сил сопротивления /1СС;
30
хода оценивается коэф-
в первом приближении
маховика ттгм или момент
тпр — масса всех движущихся деталей машины, приведенная
к ведущему звену;
— скорость ведущего звена (обычно главного вала маши-
ны) вначале выбранного интервала движения за кото-
рое была разность АЛ;
п2 — скорость того же звена в конце интервала.
Если мы выберем интервал, где разность работ максимальна,
то, очевидно,
АЛПИХ = -g- ШПр (l^nax Kmjn).
Так как для спроектированной машины АЛтах является величиной
уже заданной, то колебания скорости мы можем уменьшить
(Ртах — vmiD) только за счет увеличения другого множителя —
Шпр. Для увеличения приведенной массы машины па главном валу
ставится маховик. Неравномерность
фициентом 6 = - max ,—— . Тогда,
гср
мы можем определить нужную массу
инерции его массы (JM == тмр27
АЛщах = ~2 тМ (^тах — — "jj тМ (Ртах + Pmin) (^max k'min)-
Подставляем значения 6 и кср:
АЛгпах = -g- ш^Зпср^^ср = шм^срб = Шмбсо R = gQQ 7мл2и26;
г 900ДЛтах
/м — п2п26 •
Для определения АЛтах надо построить диаграмму суммарных
сил сопротивления, приведенных к ведущему звену (главному ва-
лу), и движущей силы Tnp/S.
По исследованиям И. В. Сергевнина [22] коэффициент нерав-
померности хода машины 4 кл. ПМЗ снижается до при исполь-
1UU
зовании маховика весом 1200 г и Д0^ при маховике весом 600 г.
Если 6 = -gQ , то при средней скорости 3000 об/мин разница меж-
ду Птах и nmin составляет только 150 об/мин [пщах. = 3075 об/мин
и Щгпп = 2925 об/мин).
Если бы швейная машина имела в процессе шитья значитель-
ные периоды установившегося движения, то подбором массы и
31
момента инерции маховика можно было бы заставить главный вал
вращаться с минимальным отклонением от средней скорости, т. е.
иметь оптимальный коэффициент неравномерности.
В действительности же швейная машина универсального дей-
ствия имеет резко выраженный нестационарный режим работы
с непрерывным чередованием разбегов и выбегов. Объясняется
это тем, что при выполнении технологических операций число
включений машины составляет часто 300—400 в 1 ч, а в отдельных
случаях и больше. Ведь для выполнения на машине типа 97 кл.
строчки длиною 50—60 см (при плотности 5 стежков на 1 см и при
п =3000 об/мин вместо 5000 об/мин) требуется всего лишь 5—6 сек.
Пуск и останов машины будут производиться не только в начале
строчки и в конце ее, но и в процессе шитья во время перехватов,
повертывания материала и др.
Если в этих условиях применить тяжелый маховик, то значи-
тельный момент инерции и масса махового колеса затруднят пуск
и останов машины и изменение скорости ее работы. Все это снизит
производительность труда, так как увеличит длительность периода
разгона и выбега машины.
Кривошип 6 обычно (рис. 9, а, б) снабжается противовесом 6а
и закрепляется на конце главного вала либо стопорным и упорным
винтами, либо шпилькой, так как положение кривошипа должно
быть строго определенным для обеспечения взаимодействия ра-
бочих органов машины. Обычно моменты работы иглы из-за оп-
ределенного положения кривошипа на валу считаются отправны-
ми моментами в процессе образования стежка и по ним устанавли-
вают и регулируют другие ведущие машины. Противовес криво-
шипа необходим для уравновешивания кривошипно-шатунного
механизма. Целью уравновешивания является такое распределе-
ние масс звеньев механизма, при котором бы достигалось полное
или частичное погашение динамических давлений в кинематиче-
ских парах и на корпусе машины. Кривошип выполняется так,
чтобы центр тяжести звена главного вала находился на его оси.
Хотя детали звена и будут нагружены силами инерции, их резуль-
тирующая будет в этом случае равна нулю. Противовес кривошипа
уравновешивает не только собственно кривошип игольного меха-
низма, но и детали других механизмов, закрепленных на главном
валу (например, эксцентрики тканеподачи). Поскольку размеры,
форма, вес и расположение деталей механизмов в различных ма-
шинах разные, форма и размеры противовеса 6а и 66 также раз-
личны.
Пальцем 5 кривошипа является шарнирная' шпилька, закреп-
32
ляемая в корпусе кривошипа, а иногда — шарнирный винт.
Кривошип 6 одновременно посредством второго пальца сообщает
движение нитепритягивателю, при этом палец 5 делают просто
удлиненным (рис. 9, а), если длину плеч кривошипа не нужно ме-
нять, либо коленчатым 5а—56 (рис. 9, в). В последнем случае
очень важно закрепить палец в строго определенном положении
внутри кривошипа, так как при его повороте величина плеча вто-
рого кривошипа резко изменится, а это нарушит величину хода
рабочего органа, приводимого в движение вторым (наружным)
пальцем 56.
Поскольку нагрузка на палец при работе механизма иглы боль-
ше, чем при работе нитепритягивателя, целесообразно на первый
от кривошипа палец 5а надевать головку шатуна (рис. 9, в) игло-
водителя, но в этом случае удлиняется нижняя головка шатуна
и соединительная шпилька 3, так как увеличивается расстояние
х между шатуном 4 и игловодителем 2. Для избежания этого в не-
которых машинах, например 22 кл. ПМЗ, предназначенных
для сшивания более легких тканей, первым пальцем 5а кривошипа
приводится в движение нитепритягиватель, а вторым 56 — шатун
6 игловодителя (рис. 9, а). В этом случае шатун оказывается при-
ближенным к игловодителю 2 и длина шпильки значительно умень-
шается. Величина плеча кривошипа игловодителя, как это ука-
зывалось ранее, должна быть равна половине хода иглы в одном
направлении. Эта величина обычно остается неизменной (не ре-
гулируется) в механизмах описываемого типа и ход иглы проекти-
руется максимальным с учетом образования наиболее толстых
швов при использовании рекомендуемого ассортимента материалов.
На пальце кривошипа 6 (рис. 9) при работе механизма иглы
сосредотачивается максимальная нагрузка, а потому наибольшего
износа деталей, как об этом говорилось ранее, можно ожидать
именно на этом участке. Даже при небольшом износе пальца или
верхней головки шатуна появляется недопустимый люфт иголь-
ного стержня вдоль его вертикальной оси. Положение ушка иглы
относительно носика челнока становится неопределенным, появ-
ляются пропуски стежков. Кроме того, как отмечалось ранее,
ухудшаются условия заполнения зазора между деталями слоем
масла, возникают ударные нагрузки и износ в паре резко уско-
ряется.
Швейные машины относятся к машинам большой точности.
Некоторые их детали, которые в основном определяют эту точность,
изготавливают по второму и третьему классу точности. В этом слу-
чае наибольший зазор между головкой шатуна игловодителя,
3 9187
33
например, машины 4 кл. ПМЗ, и пальцем кривошипа колеблется
от 0,005 до 0,025 мм при втором классе точности (ОСТ 1012) и от
0,015 до 0,060 мм при третьем классе точности (ОСТ 1031). В то
же время из работы ЦНИИшвейпром [5] известно, что после
300 ч непрерывной работы износ пальца уже доходит до 0,04 мм,
а головка шатуна разрабатывается на еще большую величину —
0,07 мм. Это значительно превышает износ других деталей механиз-
ма, поскольку по тем же данным после 4500 ч непрерывной ра-
боты игловодители изнашиваются по диаметру только до 0.02 —
0,03 мм, а нижняя головка шатуна и шпилька — до 0,01 мм.
Устраняют люфт или сменой деталей, или их ремонтом. Для устра-
нения люфта целесообразно, чтобы верхнюю головку шатуна мож-
но было стянуть винтом, или чтобы палец кривошипа имел кони-
ческую цапфу.
В особо быстроходных машинах (97 кл. ПМЗ) верхняя головка
шатуна снабжается игольчатым подшипником, к которому непре-
рывно подается смазка. Это значительно улучшает условия экс-
плуатации и уменьшает износ деталей. Шпилька 3 (рис. 9) служит
не только для соединения игловодителя с нижпей головкой шатуна,
но также и для такого закрепления игольного стержня в хомутике
шпильки, которое позволяло бы перемещать его с целью регули-
ровки положения иглы относительно носика челнока. Закрепле-
ние стержня внутри хомутика шпильки обеспечивается упорным
винтом или обжимом стержня хомутиком при стягивании последнего
винтом. Второй способ применяют, если игольный стержень полый.
Для направляющих 1 игольного стержня в тихоходных маши-
нах высверливают отверстия непосредственно в корпусе машины,
иногда их защищают масляными сальниками (например, в маши-
нах 4 кл. ПМЗ). У большинства же машин направляющими слу-
жат сменяемые вкладыши. Целесообразно эти вкладыши изготав-
ливать из антифрикционного сплава и обеспечивать подвод смаз-
ки вдольпаправляющих. При очень коротком игловодителе возмож-
но наличие одной направляющей, но чаще их бывает две. При ко-
ротком игольном стержне верхнюю направляющую удлиняют. Б от-
дельных случаях возможно наличие и трех направляющих. Так,
в некоторых машинах внутрь направляющей канавки 1 корпуса
машины (рис. 9, в) входит или внутренний конец шатуна иглово-
дителя, или внутренний конец За соединительной шпильки, за-
щищенный ползуном или роликом (рис. 9, в). Такая третья направ-
ляющая разгружает игловодитель от части боковых нагрузок,
уменьшает износ верхней и нижней направляющих, препятствует
изгибу игольного стержня.
34
Иглодержателем в механизме чаще всего служит хомутик,
закрепляемый винтом на нижнем конце игольного стержня. Кон-
струкцией колбы иглы, иглодержателя и нижнего конца игловоди-
теля, снабженного канавкой для колбы иглы, обеспечивается уста-
новка иглы в упор (до отказа) и так, чтобы осевая линия иглы сов-
падала с осевой линией игловодителя. В некоторых машинах
для уменьшения веса движущихся деталей применяют закрепле-
ние иглы винтом непосредственно внутри нижнего конца иголь-
ного стержня. Над колбой в стержне делается отверстие, что-
бы можно было вытолкнуть колбу из него в случае поломки
иглы.
В отдельных машинах распиленный полый конусообразный
нижний конец игольного стержня снабжают резьбой и на пего
навинчивают гайку для закрепления колбы иглы, вдвинутой внутрь
стержня. В этом случае колбы игл всех номеров данного типа и груп-
пы делают одного диаметра, а диапазон номеров уменьшается.
При установке игл, отличающихся по номерам, расстояние между
лезвием иглы и носиком челнока (петлителя) резко увеличивается.
Машины, в которых игла движется прямолинейно в одпом на-
правлении, часто бывают многоигольпыми. Если расстояние меж-
ду строчками должно быть очень большим (GO мм в одиннадцати-
игольной машине М-11 для стежки ваты), то в этом случае каждая
игла приводится в движение своим игловодителем. Если же рас-
стояние не превышает 40 мм, то обычно на одпом игловодителе
закрепляется иглодержатель, в котором для игл делают несколь-
ко отверстий па определенном расстоянии друг от друга.
Чаще встречаются двухигольные машины, в которых для каж-
дой иглы имеется свой челнок. Б этом случае иглы устанавливают
на одинаковой высоте относительно друг друга. Одинаковой глу-
бины делают поэтому и отверстия для игл в иглодержателе.
Последний является сменной деталью. В зависимости от требую-
щегося расстояния между строчками устанавливают соответству-
ющий иглодержатель с заданным расстоянием между отверстиями
для игл. Обычно для таких машин выпускается комплект иглодер-
жателей с отверстиями, расположенными на таких расстояниях
друг от друга, которые соответствуют наиболее употребительным
расстояниям между строчками (4, 5, 6, 8, 10 мм для машины
252 кл. ПМЗ).
В машинах с одним челноком или петлителем на две иглы иг-
лодержатель должен иметь отверстия разной глубины, так как
иглы в этом случае, как известно, устанавливают на различной
высоте.
3*
35
Для машин с большим расстоянием между иглами глубина
второго отверстия иглодержателя делается значительно меньшей,
чем первого, чтобы вторая игла, дальше отстоящая от носика
челнока (петлителя), была установлена, хотя и в упор, но значи-
тельно ниже первой.
В литературе [20] вопрос о разнице в высоте расположения
игл разбирается подробно и даны формулы, позволяющие опреде-
лить эту разницу при том или другом расстоянии между иглами
и характере движения челнока (петлителя).
В ряде двухигольных машин один из иглодержателей делают
выключаемым, чтобы можно было во время работы выключать
одну из игл на определенное время, а затем снова включать.
При движении в одном направлении игла обычно перемещает-
ся па постоянную величину. В этом случае регулируют только
положение иглы относительно челпока или петлителя.
Из сказанного выше известно, что игла устанавливается в иг-
ловодителе в упор и смещению обычно не подлежит. Значит, долж-
но быть предусмотрено такое соединение игловодителя с деталью,
передающей ему движение, которое позволяло бы смещать игло-
водитель. Это соединение достигается применением или нажим-
ных винтов (упоров) или клемм, или другим каким-либо спосо-
бом, создающим достаточное трение между соединяемыми деталями.
Если игловодитель движется в направляющих, то смещают
его только в направлении хода. Так, в машине 22Акл., чтобы при-
дать ушку иглы должное расположение относительно носика чел-
нока, необходимо сместить игловодитель вниз или вверх, ослабив
винт, стягивающий хомутик шпильки. Из курса технологии одеж-
ды известно, что после подъема игловодителя на 2—2,5 -и.и из край-
него нижнего положения, когда между иглой и ниткой создается
зазор нормальной ширины (1,5—2,0 мм) носик челнока (петлите-
ля) должен подойти к игле. В это время верхняя кромка ушка
иглы должна быть ниже посика на 2 мм, чтобы наиболее расширен-
ный участок петли нитки был против носика челнока.
Как известно, игла при ее установке должна быть обращена
коротким желобком к носику челнока (петлителя). Если колба
иглы круглая, то можно, ослабив винт иглодержателя, повернуть
иглу. Если же на колбе иглы сделана лыска, обеспечивающая точ-
ность установки иглы, то для придания желобкам иглы нужно-
го направления придется повернуть игловодитель, ослабив пред-
варительно его соединение со шпилькой.
Если игловодитель закреплен па колеблющемся валу или на
рычаге (рис. 3, а и б), то можно изменить положение игловодителя
36
в двух направлениях. Для этого нужно, ослабив винт, повернуть
игловодитель на валу, или сместить вдоль вала. В ряде случаев
при образовании обычно цепных стежков целесообразно, как уже
отмечалось, иметь возможность изменять величину хода иглы.
Обычно для этого изменяют либо величину плеча заднего коро-
мысла 8 игольного вала 7 (рис. 2, а), либо заднего плеча 7—8 ры-
чага игловодителя (рис. 2, б). Поскольку эти плечи являются
ведомыми, с их увеличением уменьшается ход иглы.
Для изменения величины плеча цапфу обычно закрепляют
в рычаге так, что ее можно переместить и тем самым либо увели-
чить, либо уменьшить плечо, а вместе с этим и ход иглы. Иногда
цапфа делается эксцентрической относительно центра отверстия,
в котором она закреплена в коромысле или рычаге. Тогда при по-
вертывании такой цапфы (после ослабления крепежного винта)
плечо рычага или коромысла будет увеличиваться или уменьша-
ться, так как шатун будет эксцентриком удален от центра кача-
ния либо приближен к нему.
Эксцентрические цапфы получили широкое применение в швей-
ных машинах. Их используют не только для изменения величины
движения, но также и для изменения положения рабочего органа,
причем в этом случае можно очень точно отрегулировать и хо-
рошо зафиксировать приданное положение, тщательно закрепив
палец цапфы внутри, например, рычага 8. Из схемы (рис. 2, б)
можно легко понять, что при направлении эксцентриситета цап-
фы вправо длина плеча 7—8 рычага увеличивается и ход иглы
соответственно уменьшается. Если же эксцентриситет цапфы на-
править, например, вверх, то плечо 7—8 рычага должно опуститься,
а плечо 6—7 и игловодитель подняться — изменится и величина
хода игловодителя и положение иглы.
Довольно часто регулируют положения рабочего органа из-
менением длины шатупа, если сделать его разъемным. Обычно
это делают так: стержень шатуна 9 (рис. 2, а и б) имеет на одном
конце правую резьбу, а на другом — левую, его ввинчивают внутрь
головок шатуна и закрепляют в них контргайками. Если осла-
бить контргайки и ввинчивать либо вывинчивать в головки стер-
жень 9, то он будет соответственно укорачиваться или удлиняться.
Если шатун 9 (рис. 2, б) удлинить, то рычаг 6—7—8 повернется
па оси, а игловодитель с иглой несколько опустится. После уста-
новки игловодителя на нужной высоте, следует хорошо закрепить
контргайки шатуна.
В обычном кривошипно-шатунном механизме иглы трение воз-
никает в опорах главного вала, головке шатуна и направляющих
37
игловодителя. Если главный вал расположен в платформе, а в ру-
каве машины помещается игольный вал или рычаг, то дополни-
тельно трение возникает в опорах игольного вала или рычага,
а также головке шатуна механизма, дающего колебательные дви-
жения валу или рычагу. Если игле сообщается колебательное
движение в плоскости, то, как видно из рис. 3, количество мест,
в которых возникает трение, уменьшается.
Смазка в местах возникновения трения вводится по-разному
в различных машинах. В машипах менее быстроходных масло обыч-
но вводится из масленки через отверстия в деталях непосредствен-
но в пространство между трущимися деталями. В ряде случаев
при этом в отверстиях деталей устанавливают фитили. В быстро-
ходных машинах используются устройства, обеспечивающие не-
прерывную подачу масла в места трения. О таких устройствах
сказано ниже при описании конструкции машин.
§ 2. Передача даижепкя игле
от двух винематических цеяей
Сложное движение по вертикали и горизонтали дается
обычно игле для образования зигзагообразной строчки.
Прежде чем рассматривать типовую схему механизма иглы
зигзаг-машин и возможные отклонения от нее, вспомним ряд ос-
новных положений из технологии машинных зигзагообразных
строчек, оказывающих особо большое влияние па особенности
конструкции механизма иглы.
Отклонения иглы в горизонтальном направлении происходят
обычно (простая зигзагообразная строчка) после каждого проко-
ла при верхнем положении иглы. Максимальное время переме-
щения иглы в одном направлении (вправо или влево) может зани-
мать 50% времени образования одного стежка, если считать,
что прокол материала начинается не позже, чем после поворота
главного вала па 90° от начальной позиции — крайнего верхнего
положения иглы, а выход острия иглы при аксиальном кривошип-
но-шатунном механизме наступает после поворота главного вала
ча 270°. Чаще коэффициент рабочего хода иглы по горизонтали
меньше 0,5, а в отдельных случаях достигает 0,3—0,35, если хо-
лостой ход иглы по вертикали имеет такую небольшую продол-
жительность в цикле (в некоторых машинах цепного стежка).
Все остальное время цикла, т. е. в период рабочего хода иглы по
вертикали, игла не должна перемещаться по горизонтали, так
как она находится внутри материала.
38
При образовании простых зигзагообразных строчек (рис. 10, а),
в которых раппорт состоит из двух стежков, полный цикл движе-
ний иглы по горизонтали завершается за два стежка. Во время
выполнения первого стежка игла смещается, например, влево,
а во время выполнения второго — вправо. Поскольку в швейных
машинах образование одного стежка обычно происходит за один
оборот главного вала (зигзаг-машины, машины для выметки пе-
тель челночными стежками, для пришивки пуговиц и изготовле-
ния закрепок и др-), цикл движений иглы по горизонтали следует
рассматривать продолжающимся в течение двух оборотов. В этом
случае характер движения иглы по горизонтали можно схематич-
но представить так, как это показано на рис. 10, б.
Что касается величины движений иглы но горизонтали, то они
полностью зависят от назначения машины, от технических воз-
можностей, обеспечивающих нормальный ход стежкооб разевания,
и в основном от типа, размеров и конструкции челнока. В литера-
туре подробно рассматриваются способы, используемые для обес-
печения захвата посиком челнока петелек, проводимых иглою
под материалы. Не повторяясь, отметим лишь, что при исполь-
зовании обычных челноков можно, пе нарушая процесса стежко-
образовапия, перемещать иглу по горизонтали на 4—5 мм. Для это-
го необходимо разместить челнок так, чтобы траектории его но-
сика соответствовала траектория движения иглы по горизонтали.
(Вдоль платформы машины при смещении иглы поперек строчки
в этом же направлении. Желательно совпадение горизонтальных
проекций траекторий иглы и носика челнока).
При большем ходе иглы по горизонтали нужно не только пра-
вильно расположить челнок, по и увеличить его диаметр. В ряде
случаев для этого движение челнока делают неравномерным
и смещают ось челнока относительно вертикальной оси игловоди-
теля. Во многих машинах при использовании этих средств вели-
чина хода иглы но горизонтали может достигать 9—10 мм. Если
же челноку дать дополнительные возвратно-поступательные сме-
щения по горизонтали вдоль челночного вала и синхронно с иг-
лой, то шаг иглы поперек строчки может быть и большей величины.
Наиболее желательным нужпо считать вариант механизма
смещения иглы по горизонтали, при котором игла прокалывает
материал, оставаясь расположенной вертикально. Но чаще
игла получает по горизонтали возвратно-поворотные движения
и при этом очень важно знать, под каким углом к материалу осу-
ществляется его прокол. Этот угол при сквозном проколе должен
быть возможно ближе к 90°.
39
4 мм
Рис. 10. Механизм иглы для зигзагообразной стррчки.
В швейных машинах применяют две основные кинематические
схемы механизма отклонения иглы: в вертикальной плоскости
(рис. 10, в — машины 26, 75, 55 кл. ПМЗ) и в горизонтальной
(рис. 10, е — машина 27 кл. ПМЗ). В первом случае проекции тра-
екторий иглы и носика челнока па горизонтальную плоскость бу-
дут прямыми линиями, их совмещают, встреча носика челнока
с петлей у иглы может состояться в любой момент. Но игла в край-
них положениях отклоняется на 1,5—2° от вертикали, что не всегда
приемлемо (например, при пришивке толстой пуговицы или пу-
говицы с подпуговицей. Для таких операций даже небольшое от-
клонение иглы от вертикали увеличивает возможность ее удара
о пуговицу и подложку). Момент инерции рамки игловодителя
для таких механизмов несколько выше и потому инерционные
нагрузки на детали и кинематические пары выше.
Во втором случае игла в любом положении остается вертикаль-
ной, но проекция траектории иглы на горизонтальную плоскость —
дуга окружности, а траектории носика челнока — прямая линия
и потому встреча посика челнока с петлей иглы может быть лишь
в двух точках — в точках пересечения проекций траекторий на
горизонтальную плоскость. Следовательно, такая схема может
обеспечить выполнение узоров строчек симметричных относительно
вертикальной плоскости, проходящей через главный вал. Такие
схемы и применяют лишь для пришивки фурнитуры и выполнения
закрепок, где вертикальное положение иглы при прокалывании
ткани очень важно.
Возвратно-поступательные движения вниз и вверх игловоди-
телю 1 (рис. 10, а) передаются обычным кривошипно-шатунным
механизмом от главного вала, расположенного в рукаве машины.
Особенностью является то, что направляющими 2а и 26 служат
отверстия в особой рамке 3, шарнирно присоединенной к корпу-
су машины. Из рис. 10, в видно, что рамка имеет горизонтальную
ось 5 и может качаться па ней, как маятник. Вместе с ней возврат-
но-поворотные движения будет совершать и игловодитель 1, рас-
полагающийся наклонно при проколе. При радиусе качания
в 200 мм и шаге иглы по горизонтали 5 мм от вертикальной линии
(общая величина шага 10 мм) угол, образуемый иглой и материа-
лом, более 88°, т. е. очень немногим отличается от прямого угла.
Интересна конструкция соединительной шпильки 4. При сме-
щении игловодителя по горизонтали шпилька совершает поступа-
тельные движения внутри нижней головки шатуна. Поскольку
при этом игловодитель оказывается наклонно расположенным,
внутри хомутика 4в поворачивается шпилька цилиндрического
41
шарнира 46, в котором упорным винтом закреплен игловодитель.
Для обеспечения поворота игловодителя внутри хомутика 4в
отверстие в хомутике имеет больший диаметр, чем игловодитель.
На рис. 10, г рамка 3 может совершать возвратно-поворотные
движения на вертикальной оси. Вместе с ней перемещается вправо
и влево игловодитель 1, проходящий через направляющие рамки 3.
При этом игловодитель в любом положении рамки остается распо-
ложенным вертикально. Но нужно учитывать, что при изменении
угла качания рамки изменяется положение иглы относительно
траектории носика челнока. В конструкции челнока необходимо
предусматривать возможность его регулирования, с целью при-
ближения или удаления его к плоскости движения иглы. Ясно,
что при такой конструкции рамки исключена возможность зна-
чительного изменения шага иглы по горизонтали в процессе шитья.
Поскольку движение игловодителя по горизонтали происходит
в иной плоскости, чем по вертикали, соединительная шпилька 4
должна не только смещаться поступательно внутри нижней го-
ловки шатуна, но и поворачиваться относительно хомутика пово-
рота игловодителя. С этой целью конец шпильки 4 имеет шаровую
цапфу 4а, а диаметр отверстия в головке шатуна соответствует
диаметру цапфы.
Посмотрим теперь как сообщается возвратно-поворотное дви-
жение рамке 3 от главного вала 6. Выше говорилось, что для про-
стой зигзагообразной строчки с раппортом в два стежка полный
цикл движений иглы по горизонтали завершается обычно за два
оборота главного вала. Значит, между этим валом и ведущим зве-
ном механизма отклонения иглы должна находиться зубчатая
пара с передаточным отношением не менее 2:1с тем, чтобы ве-
дущее звено механизма, преобразующее вращательное движение
главного вала в колебательные движения рамки, совершало за это
время один полный поворот. (Возможно и другое передаточное
отношение, кратное двум, см. дальше). В обеих схемах механиз-
мов такой зубчатой парой являются или два винтовых 7—8
(рис. 10, в) или конических (рис. 10, г) зубчатых колеса с пере-
даточным числом 2:1. Они передают вращательное движение
передаточному валу 8.
Для преобразования вращательных движений в колебатель-
ные и в данном случае может быть применен кривошипно-шатун-
ный механизм, или эксцентриковый, или кулачковый. Кулачко-
вый механизм здесь будет предпочтительнее эксцентрикового
и кривошипно-шатунного, так как рамке 3 нужно сообщить не-
значительные по величине колебания, а закон движения рамки
42
должен отличаться от того, который обеспечивается эксцентриком
или кривошипом.
Эксцентриковая передача показана на рис. 10, в. Здесь посред-
ством эксцентрика 10 и тяги 11 от вала 8 движение передается
рамке 3. При такой передаче выстоя рамки при нижнем положении
иглы нет. В то же время рабочий ход иглы, как мы знаем, доста-
точно продолжителен и обычно превышает половину цикла. Зна-
чит игла будет смещаться в горизонтальном направлении и будучи
внутри материала. Эти, хотя и небольшие, смещения могут вы-
звать ухудшение строчки из-за расширения отверстия в материа-
ле, изгиб конца иглы с последующим нарушением процесса стеж-
кообразовапия и даже поломку иглы. Таким же недостатком от-
личается схема с кривошипно-шатунным механизмом.
Поскольку коэффициент рабочего хода иглы (ки) по вертикали
для многих машин обычно около 0,5, закон движения иглы по гори-
зонтали должен быть таким, чтобы была обеспечена должная про-
должительность выстоя. Иным должен быть закон движения иглы
по горизонтали и при изменении рисунка строчки. Так, при рап-
порте в три стежка рисунок строчки, а следовательно, и закон дви-
жения иглы по горизонтали, должны быть другими. В этих услови-
ях чаще всего используют кулачковый механизм, в котором про-
филь кулачка может быть спроектировав с учетом особенностей
движения иглы по горизонтали.
Если передаточное отношение между главным валом и кулач-
ком большое, то рисунок строчки можно сделать замысловатым,
придав кулачку нужный профиль. Такой тип передачи приведен
на рис. 10, г. На передаточном валу 8 закрепляется кулачок 10,
обычно представляющий собою диск с пазом соответствующего
профиля (кинематическое замыкание). В паз вкладывается ролик
13, надетый па рычаг 11. Колебания рычага посредством тяги 12
передаются рамке 3. Поскольку оси рычага 11 и рамки 3 нахо-
дятся в разных плоскостях, тяга 12 имеет шаровые шарниры 12а
и 126. При силовом замыкании рычага 11 с кулачком 70 (рис. 10, д)
ролик 13 рычага пружины 14 прижимается к профилю кулачка.
Машины, образующие зигзагообразные строчки, независимо от
их назначения, всегда менее быстроходны, чем одноигольные
стачивающие машины, так как условия стежкообразования при
их работе более сложные (машина 26 кл. ПМЗ — 2500 об/мин).
Об этом подробно говорилось в курсе «Технология швейного про-
изводства».
Во избежание повторения мы не приводим данных, характери-
зующих величины нагрузок на звенья группы деталей механизма,
43
сообщающих поступательное движение игловодителто. Скорость
движения деталей механизма, обеспечивающего пгловодителю дви-
жение по горизонтали, очень мала. Так, средняя скорость дви-
жения по горизонтали самой иглы при шаге 10 мм, п[ =
= 2500 об/мин, ка =0,6 составляет всего лишь 1,04 м/сек.
8 Sn 1 • 2500 .
Уср — t — 60^ _л-и)1оо — 24.100 ~ 1 м1сек-
При проектировании механизма отклонения иглы важным
является проектирование профиля кулачка, обеспечивающего за-
данный узор строчки и безударные динамические нагрузки.
Так как в промышленности широко применяется двухуколь-
пая зигзагообразная строчка, раппорт которой имеет два стежка,
то для таких операций используют машины узкого назначения —
26 кл., с передаточным отношением от главного вала к распреде-
лительному (кулачковому) 2:1. Для передачи движения, в со-
временных машинах используют винтовую зубчатую пару с моду-
лем т = 1 (модуль выбирают конструктивно с учетом инерцион-
ных и вибрационных нагрузок).
На рис» 11, а показана схема качания иглы машины 26кл*.
Положим игла отклоняется на максимальную величину 5 мм,
тогда при расстоянии от точки подвеса рамки 64 до игольной пла-
стинки И — 200 лмг, угол отклонения иглы от вертикали 3 =
/ И И \
= 1'26" ₽ = arctg77iJ .
\ /
На распределительном валу Ог, который вращается в 2 раза
медленнее, чем главный вал (i =2:1), жестко закреплен трех-
центровый кулачок (с центрами О,, и О9, рис. 11), охватываемый
вилкой рычага NO*A'. Точка Ов этого рычага является центром
камня, перемещающегося в неподвижной направляющей ОъОй
Расстояние между рожками вилки равно Н.
Так как вилка должна всегда касаться кулачка двумя рожка-
ми, то трехцептровый кулачок должен быть спроектирован так,
чтобы две параллельные касательные к его профилю, находящиеся
на расстоянии Н друг от друга, касались его при любом положении
механизма. Кроме того, у рычага-вилки NOaA' выстой должен
соответствовать коэффициенту рабочего хода /си. Эти два требова-
ния и заданную величину перемещения точки И (величину’ зиг-
зага) и кладем в основу проектирования кулачка.
* Для того чтобы при регулировке рамка оставалась неподвижной, центр
качания направляющей вилки 0Б совмещен с центром камня 06. Точка 05
смещена для облегчения чтения схемы.
44
Положим величина зигзага равна t, тогда методом засечек
(выше мы его излагали) находим величину перемещения точек
N„, О6 и А' (М) рычага NO6A' (хотя механизм и трехповодко-
вый, мы можем определить перемещение точек его звеньев методом
засечек, так как задано перемещение ведомого, а не ведущего
звена). Величина проекции перемещения точки А' вилки на нор-
маль к плоскости касания с кулачком и будет равна двум заданным
эксцентриситетам е кулачка (Sa' = $n =2е).
Из произвольной точки Оу (рис. И, б) проводим две перпенди-
кулярные оси и из той же точки под углом ip к горизонтальной
оси еще две оси (ф° =/с90°). Затем из центра Оу проводим две
дуги радиусами Ry и R2 величиной 2ty (на рис. 11, б эти дуги за-
штрихованы, дуга радиуса Ry— ВС, а В2— ЕЕ). Теперь нам надо
сопрячь точки А и В, Д и Е (попарно) плавными кривыми, но так,
45
чтобы параллельные касательные к ним находились на расстоянии
Н. Это легче всего сделать дугами радиусов R3 и й4.
Величины радиусов R3 и /?4 определяются из двух уравнений.
По условию -F?i+ R2 = Н и — В2 =е. Величину е мы опре-
делили методом засечек, Н выбираем по конструктивным сообра-
жениям (Н ~ 40 мм). Из рис. 11, б
О2М = ОГО2 sin ip = (R 4 — В2) sin ip; О2М = ~ O2OS = ~ (2?4 — Rs).
£ £.
По условию R3 -f- Т?4 = 7?х -|- R2.
Решая эти три уравнения совместно, получаем
d (1 sin ф) -J- /?2 д ,, д
2 (1 - sin ф) и /i4 — И R3.
По этим размерам (ф, 7?х, Т?2, R3 и Т?4) легко построить трехцеп-
тровый кулачок с центрами Ог, О2 и 03.
Проследим, как он работает. Если верхний рожок вилки сколь-
зит по дуге EF (радиус /?2), то нижний рожок — по дуге ВС (ра-
диус Лх). Так как кулачок вращается относительно точки Ог,
то в этот период вилка остается неподвижной (2?х = const и В2 =
= const), рамка NO^A' не получает перемещения и игла не пере-
мещается по горизонтали за поворот кулачка на угол 2ф (в это
время по условию игла находится в ткани). Затем верхний рожок
вилки начинает катиться по дуге ED (радиус Z?4, из центра <?2),
а нижний рожок — по дуге АВ (радиус R3) и вилка получает пе-
ремещение вверх на величину е.
При переходе с дуги ЕЕ на дугу ED верхний рожок, вилки
находился на расстоянии (\F, равном R2 от центра вращения
кулачка С\. При переходе с дуги АВ на дугу ВС верхний рожок
будет удален от центра кулачка Ох уже на величину OtB. следо-
вательно, за половину оборота кулачка (за один оборот главного
вала), вилка пройдет путь sAi — ОХВ — ОгР, из рисунка ОгЕ =
= Т?2; ОгВ — Вг и sa = Вг — R2 — е.
Вряд ли нужно пояснение, что за следующий оборот главного
вала (скольжение верхнего рожка вилки по дугам СВ, АВ и АС)
вилка переместится вниз также на величину е (вернется в исход-
ное положение, так как S — ОгС — ОгЕ = Вг — В2 = е) *.
Так как Н = const и вилка всегда касается кулачка обоими
рожками, то составляющие скорости, перпендикулярные к оси
* Перемещение интересующих нас точек звеньев механизма определяется
методом модели звена или ложных положений (механизм трехповодковый).
Эти методы мы рассматриваем при анализе работы механизма продвижения
рейки тканеподачи.
46
симметрии вилки, для точек касания А' и D' равны va’ = vd-
и, следовательно, дальнейший расчет мы можем вести, исходя
из контакта точек А' и А или D' и D.
При качании вилки ось камня будет перемещаться вдоль осп
кулисы. Чем меньше угол а (рис. 11, и), тем больше составляющая
перемещения точки Л'.„ и Ип. Регулятор ширины зигзага и основан
на изменении угла а путем поворота регулировочного рычага
О5Р и фиксаций его в новой позиции.
План скоростей легко построить при помощи вспомогательной
точки Лссура. Для данной схемы в качестве такой точки удобно
выбрать мгновенный центр вращения, находящийся в пересече-
нии перпендикуляров к абсолютным скоростям точек N (vn)
и Ое ( VqJ План ускорений для трехповодковой группы строится
методом ложных положений. Этот метод трудоемок и мы его при-
водим ниже (расчет механизма тканепродвижения машины 22 кл.).
Если определены ускорения, то провести кинетостатический
анализ вышеизложенными графическими методами или аналити-
чески (машина 75 кл., расчет дан ниже) не представляется сложным.
Расчеты на работоспособность кинематических пар привели
к выбору скорости главного вала машины 26 кл. — 2500 об/мин.
Усложняются требования к механизму качания иглы при слож-
ном раппорте, состоящем из т стежков, причем т > 2. Мы рас-
смотрим узоры строчек, образуемых качанием игловодителя,
при перемещении ткани механизмом тканепродвижения на посто-
янную величину, в одну сторону (от работающего). На рис. 12, а
показана зигзагообразная строчка, относительно сложный раппорт
которой повторяется через шесть стежков, следовательно, как
выше указывалось, передаточное отношение от главного вала
к кулачковому должно быть
i = Ьт,
где Ъ — любое целое число;
т — число стежков в раппорте строчки (в нашем примере
т — 6).
С точки зрения технолога величину множителя Ъ желательно
взять побольше, чтобы без замены кинематической пары, пере-
дающий вращение от главного вала кулачковому, можно было
обеспечить максимальное разнообразие узоров строчки. Количест-
во стежков в строчке кратно множителям Ьт и их произведению.
Например, если Ъ — 4, а т = 6, то Ьт — 24, количество стежков
в раппорте может быть: 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24. Выбор большой, од-
нако с точки зрения механика желательно Ьт выбрать меньшим
47
Рис. 12. К проектированию кулачка для сложной зигзагооб-
разной строчки.
Ведь чем меньше произведение Ьт, тем на большем угле поворо-
та кулачка ролик получит нужное перемещение Sp и при том же
радиусе кулачка будет меньше угол давления у. Как мы выше по-
казали, величина >S'p определяется величиной шага зигзага I,
схемой механизма и размерами звеньев (мы находили величину
«Vp методом засечек).
Можно взять такие размеры звеньев механизма, что и при боль-
шом t величина Sp будет очень небольшой, но тогда резко повы-
сится кинематическая чувствительность механизма и резко по-
высятся требования к точности изготовления профиля кулачка,
что увеличит стоимость машины. Поэтому обычно отношение—
не берут более двух.
Изменение угла давления в зависимости от i — Ьт мы объяс-
ним позднее по чертежу после построения профиля кулачка.
Так как у нас кулачок коромысловый и, следовательно, траек-
тория центра ролика В’ дуга окружности радиуса ОВ (рис. 12, б),
то профиль кулачка надо строить методом обращенного движения.
На рис. 12, в, где размеры горки кулачка и величины ОВ' выбра-
ны утрированными, ясно видно, что при отклонении штанги ОВ'
в положение ОС' кулачок должен повернуться на угол ф + Дф,
а при возвращении обратно — спуск по профилю DE горки ку-
лачка — на угол ф — Дф. При обычных соотношениях размеров
кулачка и штанги ошибка на угол Дф невелика, но все же имеется.
Поэтому методом прямого вращения можно проектировать про-
фили лишь штанговых кулачков, где траектория центра ролика
прямая, проходящая через центр кулачка. В этом случае Дф = О
и ошибки нет.
В соответствии с размерами механизма наносим на чертеже
(рис. 12, г) положение стоек: центра кулачка А и оси коромысла О.
Затем по конструктивным соображениям или расчетно * определя-
ем начальный радиус кулачка АВ0 и проводим этим радиусом
окружность.
Затем из точки О0 проводим дугу радиуса ОБ' и отмечаем точ-
ки Вг, Въ и 2?3 так, чтобы перемещения ролика на величины ВХВ2
и В1В3 обеспечили заданный шаг зигзага — t (в соответствии
* Как известно, радиус начальной шайбы кулачка рассчитывается по за-
данному углу давления и коэффициенту запаса от самоторможения. Так как
при проектировании швейных машин всегда желательно максимально умень-
шить габариты, то обычно радиус начальной шайбы выбирается конструк-
тивно, а допускаемый угол давления обеспечивается за счет выбора I = Ьт
и hJS^ (отношения шага зигзага к пути центра ролика В’).
4 2187
49
с передаточным отношением рычажного механизма качания иг-
5И t \ , ,
лы i= — — . Через точки В2 и Ва проводим окружность
"В' у
из центра А (начальная окружность шайбы кулачка через точку
Вг была проведена раньше). Итак, при уколах в точки О, 5, 6 и т. д.
(рис. 12. а,г} центр ролика должен находиться на окружности ра-
диуса ABV при уколах в точки 1, 1 и т. д. — на окружности ра-
диуса АВ2 и при уколах в точки 2, 3, 4 и т. д. —радиуса АВа.
Если кулачок вращается по часовой стрелке, то в обращенном
движении центр О коромысла OB’ будет перемещаться с постоян-
ной скоростью (<ок = const) по окружности радиуса АО против ча-
совой стрелки. Полагаем, что коэффициент рабочего хода иглы
ки = 0,5 и разбиваем траекторию обращенного движения опоры О
коромысла па 24 части = Дге = 24^ . За один оборот глав-
\ К U,о I
360 360 опо
ного вала кулачок повернется на угол <р = -т- = — = 30;
360 о
Ф12 = "о—с = 30 , а за период нахождения иглы над тканью
на угол <р12/с = 30° • 0,5 = 15°. Траекторию точки О в обращен-
ном движении мы разделили на равные части через интервал 15°.
Находим точки кулачка по технологическим параметрам.
Первая точка будет Во, совпадающая с точкой ВГ За половину
оборота главного вала (15° поворота кулачка) центр ролика В’
должен переместиться на окружность радиуса АВ2 (рис. 12, а и а).
Из точки ОА делаем засечку на дуге окружности АВ2 и находим
точку кулачка Вг. Следующий полуоборот главного вала (следую-
щие 15° оборота кулачка) игла находится в ткани и потому центр
ролика В' должен быть неподвижным (остаться на прежнем рас-
стоянии от точки А на дуге радиуса ЛВ2). Из точки О2 радиусом
ОВ' делаем засечку на дуге радиуса ЛВ2 и находим точку кулачка
В2. Так находим все точки кулачка, определяемые раппортом
строчки (технологическими требованиями).
При уколе в точку 5 (рис. 12, а) игла должна отклониться
на величину 21 (таков заданный раппорт строчки), поэтому с
окружности радиуса ABS центр ролика В' должен сразу перейти
на окружность АВг. Это происходит при пятом стежке. Следова-
тельно, из 8-го и 20-го положений опоры О коромысла мы делаем
засечки на дуге ABS, а из 9-го и 21-го положений на дуге /17?'.
50
Максимальное значение угла давления следует ожидать
(л/ — ^динла \ в середИНе интервала перемещения ролика (15°).
\ Ьт /
Поэтому построения, связанные с определением угла давления,
ведем из промежуточных точек. Из точки 20х проводим линию
положения коромысла /Лгач^ и перпендикуляр к ней (направ-
ление скорости центра ролика п12 при Ьт =12), затем проводим
касательную к профилю кулачка, в точке положения центра ро-
лика — Вео'/г и перпендикуляр к ней (направление скорости точки
кулачка — р12). Угол между направлением скорости р12 и г/12
и будет максимальным углом давления — у12 (у12 = 50°10'), это
несколько большое значение для угла у, но защемления не будет.
Для большей надежности для коромысловых кулачков рекоменду-
ют ушах =45°. Если мы хотим запроектировать кулачок с макси-
мальным углом давления Утах =45°, то надо или увеличить ра-
диус начальной шайбы АВУ или уменьшить SB- — Sv.
Если взять V = 1 (вместо ранее принятого b = 2), то сопря-
жение окружности АВХ с ABS надо будет производить на интервале
не 30°, а 15° ^<р6 = 2<р12 =-^^ = = 30° j . Проводим по-
строение, аналогичное описанному, и получаем угол давления
ув = 27°. (Динамические характеристики кулачка улучшаются,
количество возможных стежков в узоре строчки — уменьшается).
До сих пор мы строили кулачок, исходя только из технологи-
ческих требований: точка В' должна перейти с такой-то окружно-
сти па такую-то и обеспечить заданную величину зигзага (t2).
Но с точки зрения требований динамики очень существенно, по
какому закону произойдет это перемещение, не будет ли очень
больших ускорений коромысла (а следовательно, и ролика игло-
водителя), не будет ли мгновенных изменений знака ускорения
(мягких и жестких ударов в механизме). Поэтому выберем жела-
тельный закон перемещения коромысла и спроектируем соответ-
ствующий профиль кулачка.
Как известно из курса «Теории машин и механизмов», при си-
нусоидальном законе движение будет плавным, без ударов. Хотя
максимальное ускорение будет на 50% больше, чем при парабо-
лическом законе движения, и на 25% больше, чем при косинусо-
идальном, однако при параболическом и косинусоидальном
законах движения имеют место мягкие удары, что при высоких
скоростях швейных машин очень плохо.
4
51
Тогда кинематические параметры коромысла (и рамки игло-
водителя) мы можем выразить аналитически:
Sb' = — sm 2л;
max Iл о _ t \
VB- = —=— 1 — cos 2л ;
ц \ ц/
2|^шах
втах
t 2я*^тах - 9 t
аБ’ - —-— sin 2л ;
Гц
at , _2jT‘S'max
втах Т’ц
где S - — ВгВй (при максимальном — t);
“max
Тц — время перемещения центра ролика за один интер-
(60
Тц —-----(1 — к) — перемещение происходит в
”м
период нахождения иглы над тканью);
С — количество интервалов, па которое мы делим время
удаления Гц.
Теперь можно построить кулачок, обеспечивающий синусои-
дальный закон перемощения рамки игловодителя. Берем С равным
четырем (при большем значении С точность построения профиля
кулачка повысится). Вычисляем значения SB' Для каждого интер-
вала
о '^гляк (t • q t \ t 1 1 3 л
SB~ = sin 2л-у-j при '7^ = 0’ т’ T’ T и 1
и откладываем на дуге Ву Въ (дугу для ясности чертежа на рис. 12, а
мы сместили в интервал 14—15) и проводим через полученные
точки из центра А окружности. Делим интервал 20—21 па четыре
части (С частей) и так же, как и раньше из зтих точек радиусом
ОВ' делаем засечки на дугах АВ±, АВ2, АВ3,..., АВ'. Профиль
кулачка, построенный по этим точкам, обеспечит, синусоидальный
закон движения рамки.
52
Рис. 13. К расчету мо-
мента инерции рамки
игловодителя.
Аналогичное построение производим при образовании стежков
0—1 и 1—2.
Переходим к определению напряжений в деталях механизма
качания иглы и работоспособности кинематических пар этого
механизма. И в данном случае силы инерции являются наиболее
существенными, решающими, следовательно,
надо определить ускорения интересующих
нас точек звеньев. Мы уже говорили, что
план скоростей и ускорений для таких ме-
ханизмов строить сложнее (метод ложных
положений для трехповодкового механиз-
ма качания иглы машины 26 кл.). Кроме
того, при графическом методе невысока и
точность построения. Так для определения
ускорения точки В' (рис. 12, 6) нужно ре-
шить уравнение
~п , ~п . ~k , ~~п , ~t
&В' + аВ' = аВ + аВ'В + аВ'В + аВ'В-
Учитывая невысокую точность графичес-
k
ких построении, члены уравнения ав’в,
ав'в, ав'в целесообразно определить аналити-
чески. При синусоидальном законе движения
нам известны простые формулы для опреде-
ления vR, и а*/ ; а"п можно опреде-
max "max "max
лить по формуле ав- — Одпако ра-
счеты показывают, что нормальные ускоре-
ния составляют всего 6—7% от тангенци-
альных и ими можно пренебречь. Это объясняется тем, что звенья
совершают очень небольшие качательные (поворотные) движения
(рамка игловодителя поворачивается меньше чем на 2°!). Принимая,
что звенья имеют поступательное движение, мы резко упрощаем
расчеты, потеряв всего 7—8% точности (не учитывая силы трения,
мы допускаем не меньшую погрешность)
< t ОС __________2n»Smax / qq \ 2л5тахп^ / ос \
В'™*ов’~ Ч \О£7~ 602(1 -/с)ЧОВТ
53
Ранее мы показали, как определить момент инерции массы для
сложной детали — шатуна игловодителя машины 252 кл. Момент
инерции рамки игловодителя и игловодителя определить легче.
Разделим раму (рис. 13) па четыре части: верхняя направляю-
щая игловодителя — 2, нижняя направляющая — 4, тело рамки —
1 и игловодитель — 3. Так как размеры участков 2 и 4 малы по
сравнению с расстоянием от их центра тяжести до оси качания О,
то принимаем (погрешность для /о2~Ю%, для /о, ~ 1,2%),
что
/о2 = — и IOt = ~; ^точнее 1О, = (ЗЯ2 + г2 + Л2 + 12р>
Момент инерции тела рамки и игловодителя
(игловодитель берем в среднем положении, когда игла вышла
из ткани). Суммарный момент инерции рамки с игловодителем
относительно оси О
1о = 1ог + 1о2 + /о2 + /о4>
тогда реакция в шарнире D' — R3i
п 1оап
Ч34 - 0Д2 •
Реакция в шарнире С Ri3 = R:ii -f- ш3а|а «= R^ + msac и реак-
ция в шарнире В R31 = R23OC /ОВ'.
Зная нагрузки на кинематические пары, легко определить
коэффициент нагревания, а пару ролик — кулачок рассчитать
на контактные напряжения
Отах-ЦЭУ у
где гг — радиус ролика;
г2 — радиус кривизны поверхности кулачка в зоне касания;
Ех и Е2 — модули упругости материалов ролика и кулачка.
Этот метод расчета можно использовать и для механизма ка-
чания иглы машины 75 кл., но так как аналитически закон дви-
жения ролика выражается очень сложной зависимостью, то ве-
личину тангенциальных ускорений можно определить построени-
ем диаграмм S/t, v/t и a*/i.
54
У машин для пришивки фурнитуры ось рамки игловодителя
располагается не горизонтально, а вертикально (рис. 14, а). Рас-
смотрим кинематику передачи качания (поворота) игле у машины
27 кл.
На рис. 14, а показана пространственная схема механизма
качания иглы машины 27 кл., на рис. 14, б — плоская схема па-
ры кулачок—рычаг ОВ'С (движение в вертикальной плоскости)
и па рис. 14, в — схема рычагов того же механизма, перемещаю-
щихся в горизонтальной плоскости. Так как рычаг ОВ'С отклоня-
ется на небольшой угол («3—4°), то можно принять величину
ОС постоянной (ОС const и В'С ~ const). Тогда, если профиль
кулачка задан, легко методом засечек пайти перемещения любой
точки любого звена механизма. При проектировании такого ме-
ханизма задано перемещение точки и (величина отклонения иг-
лы по горизонтали — £2). Методом засечек легко найти нужное
перемещение точки В', а затем методом обращенного движения
спроектировать кулачок.
Так как в данном случае скорости движений звеньев механиз-
п
ма' качания иглы (вал А делает пА = — = 36 об/мин) п величи-
ны их перемещений очень малы, то и инерционные нагрузки так-
же невелики.
Надежность работы таких механизмов высокая при длительной
эксплуатации.
Машины, выполняющие зигзагообразную строчку, разнообраз-
ны по своему назначению, в связи с этим в них встречаются раз-
55
Рис. 15. Схема узла меха-
низма смещения иглы ма-
шины 29 кл. ПМЗ.
личные варианты механизмов отклонения иглы. Так, помимо
механизмов смещения иглы вместе с игловодителем и рамкой,
встречаются механизмы, которые смещают по горизонтали только
одну иглу. При этом игла совершает возвратно-поворотные дви-
жения или прямолинейные возвратно-поступательные. В первом
случае иглодержатель шарнирно присоединяется к кронштейну,
укрепленному на нижнем конце игло-
водителя. Механизм для передачи дви-
жений игле по горизонтали аналогичен
рассмотренному выше.
Отличительной особенностью дан-
ного механизма является то. что игла
проходит через материал наклонно. Так,
при отклонении острия иглы на 5 мм
от вертикали и радиусе качания 38—
50 мм угол, образуемый иглой и мате-
риалом, составляет 80°. В этом случае
условия взаимодействия иглы и челнока
могут быть нарушены, так как плос-
кость движения иглы по вертикали
окажется расположенной непараллель-
но плоскости движения носика челнока
и на расстоянии 0,1 мм от нее.
Описанная схема отклонения иглы
по горизонтали использована в некото-
рых машинах, образующих ажурную
строчку (43 кл. ПМЗ). Такой механизм
может приводить в движение одновре-
менно два колеблющихся иглодержа-
нижнем конце одного игловодителя.
можно сообщать движение только по
вертикали, а иглы отклонять одновременно в противоположные
стороны, что соответствует технологии ажурной строчки.
Примером механизма, передающего прямолинейные возвратно-
поступательные движения игле 1, является механизм, изображен-
ный на рис. 15. Такой механизм применен в петельной машине
29 кл. ПМЗ (см. стр. 68). Иглодержатель 2 жестко присоединен
к кронштейну 3, вложенному в направляющие 10 рамки 9, за-
крепленной на игловодителе 8. Достаточно сообщить рыча-
гу 4—5—6, укрепленному на той же рамке 9, поворотные движе-
ния относительно оси 4 и шпилька 5 надавит па кронштейн 3 и
заставит его переместиться в направлЯ1Ощих 10. Вместе с кропштей-
теля, расположенных на
При этом игловодителю
56
ном будет перемещаться иглодержатель 2 и игла 1. Колебательные
движения рычагу 4—5—6 передаются от эксцентрикового или ку-
лачкового механизма в соответствии с заданным законом движения
и раппортом строчки. Точность положения
ее люфта по горизонтали обеспечивается
пружиной 7.
Возможно отклонение игловодителя по
горизонтали без рамки. Для этого необхо-
димо верхнюю направляющую 5 (рис. 16,а)
игловодителя 7 снабдить осью 6. Ось’эта
может быть цилиндрической (рис. 16, а)
и тогда игловодитель будет на оси ка-
чаться в плоскости. Ось может быть и
шаровой (рис. 16, б), тогда игловодитель
будет колебаться в различных паправле-
иглы и устранение
Рис. 16. Схема отклонения игловодителя.
ниях, что соответствует характеру взаимодействия иглы и петли-
телей при выметывании петель с глазком.
Для смещения игловодителя по горизонтали его пижняя
направляющая 4 должна получить движение в этом направлении.
Передача этого движения достигается самыми различными кон-
структивными средствами. Нижней направляющей 4 (рис. 16, а)
движение может быть передано рычагом 1—2—3, получающим
колебания от кулачка 8. Кулачок получает вращение от редуктора
с определенным передаточным отношением, профиль кулачка со-
ответствует заданному закону движения иглы.
57
На рис. 16, б показано, что нижней направляющей игловоди-
теля служит ползун 9, расположенный в направляющих. Если этот
ползун отжимать по горизонтали клином 10 а, движущимся вниз
вместе со стержнем 10, то игловодитель 7 получит, например,
движение влево. При этом будет отжиматься пружина 14. При дви-
жении клина вверх ползун под действием пружины 14 будет сме-
щаться в исходную позицию (например, вправо). Если ползун 9
поместить в направляющие, сде-
ланные в цилиндре (стакане) 12,
а последний повертывать во втул-
ке 13, действуя на шестерню 11
цилиндра, то с изменением поло-
жения направляющих будет из-
меняться и направление движе-
ния по горизонтали как ползуна,
так и игловодителя (пространст-
венное движение иглы по горизон-
тали). Важно при этом не нару-
шать контакта между клином 10 а
и ползуном 9.
Приведенными примерами да-
леко не исчерпываются все кон-
структивные варианты механиз-
мов иглы. В некоторых машинах
для выметки петель предусмотре-
но, например, устройство, авто-
матически в процессе работы из-
меняющее величину шага иглы (шаг иглы делают меньше при
обметке кромок петли и больше при закреплении ее концов).
В машинах потайного стежка (типа 44 кл. ПМЗ), образующих
зигзагообразную строчку, рычаг-игловодитель 2—3—4 (рис. 17)
получает, например, не только колебания от шатуна 1 в направ-
лении прокола тканей иглой 5, но и смещения вдоль оси 6 в интер-
валах между проколами. Последнее обеспечивается кулачком 7
и подпружиненным рычагом-вилкой 8—9—10, обхватывающим
выточку на втулке 3 рычага 2—3—4.
§ 3. Другие механизмы для передачи сложного
движения игле
Движение игле от двух кинематических цепей переда-
ется не только в зигзаг-машинах. Известно, что одним из способов
устранения посадки (смещения) нижней ткани относительно верх-
58
ней при использовании простого реечного двигателя ткани явля-
ется сообщение игле при нижнем ее положении движений по
горизонтали вдоль строчки на ту же величину и в то же время (син-
хронно), что и рейке. Механизм горизонтальных перемещений
иглы имеет в этом случае много общего с аналогичным механизмом
зигзаг-машин.
Направляющими игловодителя являются обычно отверстия
в рамке, шарнирно присоединенной к головке машины. Рамку
выбирают маятникового типа с горизонтальной осью, располо-
женной параллельно главному валу машины. В этом случае игла
будет качаться по горизонтали вдоль строчки. Поскольку рабочее
перемещение иглы вдоль строчки происходит при нижнем поло-
жении иглы и вместе с движущейся тканью, наклонное располо-
жение иглы не имеет значения, так как петля иглы захватывает-
ся носиком челнока после подъема иглы на 2—2,6 мм, когда игла
еще сохраняла вертикальное положение. Полный цикл горизон-
тальных движений завершается за один оборот главного вала.
Рабочее движение по горизонтали игла в машине 52 кл. ПМЗ вы-
полняет в интервале 180°—245° угла поворота главного вала,
когда игла начинает двигаться вверх, но еще находится в ткани.
Холостое же перемещение происходит при положении иглы над
тканью.
Второй особенностью является то, что игле горизонтальные
перемещения для достижения синхронности с движением тканей
сообщаются от деталей механизма, передающего рейке движения
по горизонтали. В этом случае, регулируя величину перемещения
ткани, т. е. длину стежка, мы одновременно изменяем на ту же ве-
личину и движения иглы по горизонтали.
В двухигольной стачивающей машине 252 кл. ПМЗ, образую-
щей двухлинейную строчку челночного переплетения, механизм
иглы имеет следующую конструктивно-кинематическую схему
(рис. 18). Кривошипно-шатунный механизм иглы сходен по конст-
рукции с такими же механизмами других машин. Направляющими
игловодителя 2 служат отверстия в рамке 4. Горизонтальной осью
этой рамки является вал 5, расположенный в рукаве машины.
К переднему концу этого вала и прикреплена рамка.
На заднем конце вала 5 закреплено коромысло 6, расположен-
ное вертикально. При колебаниях продвигающего вала 9 его ко-
ромысло 8 посредством звена 7 передает возвратно-поворотные
(колебательные) движения коромыслу 6 и валу 5.
При этом рамка также совершает колебательные движения,
а вместе с ней колеблется игловодитель 2. Иглы 2а и 26, закрепленные
59
в одном иглодержателе, совершают при работе механизма не только
движения вниз и вверх, но также и в горизонтальном направлении
вдоль строчки.
Для изменения величины стежка, регулятором меняют вели-
чину угла поворота продвигающего вала 9. Одновременно с этим
изменится, как видно из схемы, и величина угла поворота вала 5,
а значит, и рамки с игловодителем.
Размеры звеньев подобраны так, чтобы величина горизонталь-
ного перемещения иглы, когда она находится внутри ткани, соот-
ветствовала величине пере-
мещения рейки по горизон-
тали. Синхронность работы
иглы и рейки обеспечивается
тем, что одно ведущее звено
приводит в действие одно-
временно оба механизма. Хо-
тя машины с таким меха-
низмом получили название
машин беспосадочного шва,,
а в действительности неболь-
шая посадка нижней ткани
в пределах долей процента все
Рис. 18. Схема механизма иглы машп- же сохраняется.
ны для беспосадочного шва. Одной из причин этого
нужно считать большее ра-
стяжение верхней ткани сравнительно с нижней из-за трения ее
о лапку и заполнение профиля рейки нижней тканью. Кроме того,,
нужно учитывать, что игла, двигаясь по горизонтали, одновремен-
но перемещается вверх. Радиус качания игловодителя все время
уменьшается, чем нарушается соответствие в величине шага иглы
и шага ткани. Причиной небольшой посадки нижней ткани может
явиться также наклон иглы при качательном движении.
Движение игле в двух направлениях сообщается и в вышиваль-
ной машине ВМ-50. В этой машине характер движения иглы не-
сколько иной, чем в разобранных выше случаях. Кроме перемеще-
ния вверх и вниз, игла должна совершать поворотные движения
вокруг оси.
Как известно из курса «Технология швейного производства»,
при вышивальных работах часто используют однониточные цеп-
ные стежки, так как со стороны цепочки они дают более красивую
застилистую бисерную строчку. Такую строчку дает машина
ВМ-50.
60
Для образования более густой строчки не на нижней стороне
ткани, как у большинства машин однониточного цепного стежка,
а на верхней и чтобы был виден создаваемый на ткани узор, в машине
применена игла не с ушком на остром конце, а с крючком. Крючок
вытаскивает снизу вверх через каждую предыдущую новую пет-
лю той же нитки, накидываемой под тканями на крючок иглы спе-
циальным рабочим органом — обводчиком нитки вокруг иглы.
При такой особенности образования однониточного цепного пе-
реплетения совершенно необходимо, чтобы бородка крючка иглы
была обращена в сторону, противоположную движению ткани.
В противном случае петля будет соскакивать с иглы и процесс
нормального стежкообразования нарушался бы.
В то же время для создания сложного узора из стежков совер-
шенно необходимо, чтобы ткани перемещались в самом разнооб-
разном направлении. Для этого в вышивальной машине ВМ-50
предусмотрен механизм, который поворачивает иглу одновремен-
но с изменением направления строчки и держит ее тем самым всег-
да в требуемом положении.
Поворотом специальной рукоятки механизма управления ма-
шиной, расположенной под платформой машины, можно изменить
направление перемещения ткани. Этот же механизм обеспечивает
поворот всех рабочих органов машины в соответствии с направ-
лением строчки. Поэтому механизмы машины весьма сложны.
Рассмотрим для примера механизм иглы, из которого будет ясен
способ передачи игле поворотных движений одновременно с дви-
жением по вертикали.
Игла 1 (рис. 19) этой машины ввинчивается внутрь стержня 3,
закрепленного в трубке 4, нажимным винтом. Сама же трубка 4,
являющаяся игловодителем, вложена внутрь полого стержня 2
как в направляющую. Движения вниз и вверх игловодитель 4
получает от главного вала 13 посредством своеобразного кривошип-
но-кулисного механизма. Для этого палец 12 кривошипа 14 глав-
ного вала введен внутрь прорези 15 пластинки 16, расположенной
в направляющих. Вращаясь вместе с валом 13, кривошип 14 сво-
им пальцем 12 надавливает на пластинку 16 и заставляет ее пере-
мещаться возвратно-поступательно в вертикальном направлении.
Посредством вилки 8, входящей в выточку муфты 6, пластинка 16
такие же движения передает игловодителю 4 и иглодержателю 3
с иглой 1. Положение иглодержателя 3 относительно игловоди-
теля 4 фиксируется хомутиками 7. Описанная конструкция по-
зволяет вращать игловодитель 4 и иглодержатель с иглой без на-
рушения связи с вилкой 8.
61
Рис. 19. Принципиальная схема
механизма поворота иглы выши-
вальной машины.
Игловодитель 4 поворачивается валом 10, получающим вращение
от упомянутого выше механизма управления. Через конические
шестерни 9—5 вал 10 поворачивает полый стержень 2 во втулках
головки машины, а посредством скользящей шпонки 11 передает
вращательные движения игловодителю 4. Вместе с ним вращатель-
ные движения получает стержень 3
(иглодержатель) и игла 1.
При движении по вертикали
иглодержатель 4 скользит по шпон-
ке 11 и, если полый стержень 2
не поворачивается, то шпонка 11
обеспечивает должное положение
игловодителя и иглы — например,
вдоль строчки от рабочего. Если
по ходу работы нужно будет изме-
нить, например, движение ткани
на 90°, рабочий поворотом руко-
ятки механизма управления изме-
няет направление перемещения
ткани кольцевой лапкой машины,
а одновременно с этим полый
стержень 2 поворачивает стержень
игловодителя на 90°. Например,
при движении ткани вправо, бо-
родок крючка иглы будет обращен
влево.
Игла ввинчивается в иглодер-
жатель до отказа. Если нужно
изменить высоту иглы или поло-
жение ее крючка, следует осла-
бить винт, закрепляющий игло-
держатель 3 в игловодителе 4,
и придать иглодержателю нужное
положение.
Выше при описании механиз-
ма иглы зигзаг-машины 26 кл.
(см. рис. 12, а) был освещен принцип действия регулятора, позво-
ляющего изменять величину шага иглы по горизонтали, и расче-
том показано, в каких пределах может быть произведена эта ре-
гулировка.
Не приводя подробных расчетов, рассмотрим,, какие еще уст-
ройства применяют в различных машинах для той же цели. Наи-
62
более простым является устройство, в котором для изменения
шага иглы увеличивается или уменьшается плечо рычага, являю-
щегося одним из звеньев ветви механизма, сообщающего игле дви-
жения по горизонтали. Для этого в рычаге делают прорезь, внутри
которой закрепляется ползун со шпилькой для тяги. После
ослабления крепежного устройства ползун вручную перемещают
в нужном направлении. Для ориентировки целесообразно край
прорези градуировать. Если рычаг является ведущим звеном,
то с увеличением его плеча ширина строчки возрастает и наоборот.
Рис. 20. Схемы регулятора шага иглы.
Когда в описываемой ветви механизма имеется два-три рычага,
то выбор рычага для регулировки зависит от ряда условий. Так,
в некоторых машинах для изготовления закрепок регулирующая
прорезь сделана в самой рамке 1 игловодителя 2, которая явля-
ется ведомым рычагом (рис. 20, а). При такой конструкции умень-
шить отклонения рамки до нуля невозможно, но для закрепочной
машины это и не нужно. В то же время регулятор оказывается
вынесенным наружу ближе к рабочему. Пользоваться им удобно.
Прорезь в рычаге должна быть сделана по дуге радиусом, равным
длине тяги 3. В этом случае при поворачивании тяги 3 на рычаге
4 не будет смещаться рамка 1, а значит, и положение иглы относи-
тельно носика челнока меняться не будет.
В других машинах для зигзагообразной строчки при такой
же примерно конструкции механизма прорезь для регулировки
величины отклонения иглы делается в ведущем рычаге 4 (рис. 20, б).
Перемещение головки тяги 3 с помощью регулятора 5 в положение,
63
при котором она будет совпадать с осью 6 рычага, позволяет свести
плечо рычага, а значит, и шаг иглы к пулю, а машину использо-
вать для обычной прямолинейной строчки.
Поскольку рычаг является простым регулирующим устройст-
вом, то в ряде случаев его дополнительно вводят в механизм имен-
но с этой целью.
В петельной машине 6 кл. ПМЗ (рис. 20, в) имеется не олна,
а две тяги 3 и 7. Одна из них 7 дает колебания рычагу 4, снабжен-
ному дуговой прорезью. В этом случае при одпом и том же угле
Рис. 21. Регулятор величины движения путем изменения величины
эксцентриситета.
поворота рычага 4 величина перемещения тяги 3, а значит, и рам-
ки 1 игловодителя 2, будет зависеть от положения регулятора 5
в прорези рычага.
Если ведущим звеном механизма является кривошип, закреп-
ленный на валу, то возможна регулировка шага иглы изменением
величины плеча этого кривошипа. Перемещать палец кривошипа
и закреплять его на нужном расстоянии от центра вала можно,
если в теле кривошипа сделать прорезь в радиальном направлении.
В тех случаях, когда ведущим звеном является эксцентрик,
возможно применение регулирующего устройства, основанного
на изменении величины эксцентриситета эксцентрика. Конструкция
регулятора в этом случае оказывается довольно сложной. Для из-
менения величины эксцентриситета отверстие в эксцентрике для
вала делают большего диаметра, чем вал. В этих условиях нужно
обеспечить: передачу эксцентрику вращения, определенность по-
ложения эксцентрика относительно вала, возможность переме-
щения эксцентрика в направлении, перпендикулярном оси вала,
чтобы изменить расстояние между этой осью и осью эксцентрика.
«4
Посмотрим, хак такого типа регулятор устроен в одной из ма-
шин. Эксцентрик 2 (рис. 21) составляет одно целое с пластиной 3,
являющейся ползуном и снабженной пальцем 4. Пластина вкла-
дывается в направляющий паз (под ласточкин хвост) особой муф-
ты 6, закрепляемой на валу 7. Палец 4 ползуна размещается в верх-
ней прорези муфты 6, а ролик 5, надетый на конец пальца, вводит-
ся внутрь эксцентрического паза 9 кольца 8, свободно надетого
со ступицей 11 па втулку 7 муфты 6 и прижатой к муфте
пружиной.
Если поворачивать кольцо 8 на втулке 7, то под действием
эксцентрического паза 9 палеи 4, а вместе с ним ползун 3 и экс-
центрик 2 будут смещаться (на рисунке — верх и вниз). Расстоя-
ние между центрами вала 1 и эксцентрика 2 станет либо увеличи-
ваться, либо уменьшаться. Если центры совместить, шаг иглы бу-
дет равен пулю.
Такая конструкция обеспечивает сообщение эксцентрику вра-
щения вместе с муфтой 6, закрепленной в определенном положении
на валу 7 винтом 12. Ослабив винт, можно, поворачивая муфту,
изменить положение эксцентрика относительно других ведущих
звеньев машины и том самым изменить их взаимодействие во вре-
мени («ранний» или «поздний» ход) Положение центра эксцентри-
ка относительно центра вала сохраняется постоянным до тех пор,
пока мы не повернем кольцо 8.
Для большего удобства в корпусе машины против паза 10
кольца 8 устанавливается подпружиненная кнопка. В этом случае
регулировка производится так: нажав на кнопку, нужно повора-
чивать маховик машины до тех пор, пока конец кнопки пе попадет
в паз 10 кольца. Если теперь продолжать вращать маховик, то
кольцо будет поворачиваться на втулке 7, т. е. произойдет смеще-
ние эксцентрика 2. Произвольный поворот кольца 8 и смещение
ползуна 3 устраняется тем. что кольцо 8 прижимается к муфте 6
пружиной, а ползун 3 поджимается внутри паза муфты 6 тормоз-
ной пластинкой.
В ряде случаев регуляторы величины шага иглы имеют в уст-
ройстве дополнительные звенья, которые позволяют изменять
величину шага без изменения величины ведущего и ведомого звень-
ев механизма. Примером этого может служить схема регулировки,
описанная на стр. 45.
Возможна и другая конструкция регулятора того же назна-
чения и к тому же более предпочтит ельная, так как в ней нет кам-
ин, скользящего по кулисе (рис. 22). Из схемы видно, что шатун-
вилка 3 (рис. 22, а), получающая колебания от эксцентрика или
5 2187
65
кулачка 4, закрепленного на валу 5, колеблет одновременно и со-
единительное звено 6 (рис. 22, б), шарнирно присоединенное к вил-
ке в точке Лик рычагу регулятора в точке О. Положение опоры О
соединительного звена 6 может быть изменено поворотом рычага
(на схеме не показан).
Точка А звена 6 при колебаниях вилки описывает дугу а1я2
(рис. 22, б), причем точки аг и «2 дуги отстоят друг от друга на рас-
Рис. 22. Схема регулятора шага иглы с применением соединитель-
ного звена.
стоянии Хх по вертикали. На величину Xi и будет смещаться
в вертикальном направлении вилка 3 и сообщать колебания ко-
ромыслу 2 и валу 1. Если положение опоры О будет изменено
(рис. 22, в), направление дуги, описываемое точкой А, также из-
менится, а в этом случае изменится и расстояние между точками
as и а4 по вертикали. Из схемы видно, что при новом положении
рычага регулятора (рис. 22, в) расстояние Х2 между точками а3
и а4 уменьшится. Колебания коромысла 2 и вала 1 также станут
меньшими.
Если опору О (рис. 22, г) соединительного звена 6 переместить
по другую сторону вилки, то точка А будет, двигаясь по дуге
вправо, не подниматься, как ранее, а опускаться. Коромысло 2
получит движение не вниз, а вверх (ход в обратном направ-
лении).
66
§ 4. Передача игле движения
от трех кинематических цепей
В некоторых случаях игле в соответствии с технологи-
ей строчки или выполняемой операции нужно сообщать более слож-
ные движения. Например, при выметке прямых петель двухни-
точными цепными стежками мало дать игле машины движения толь-
ко по вертикали и горизонтали. Нужно еще после окончания обмет-
ки первой кромки повернуть шьющий механизм машины на 180°,
чтобы поставить иглу против второй кромки на другую сторону про-
рези петли, а также (что важнее) для того, чтобы рисунок строчки
во второй кромке оказался таким же, как и в первой (узелки —
бисер должны быть расположены по краю прорези).
При обметывании петли с глазком или просто с закруглением
также необходимо поворачивать шьющий механизм на 180°, но
не быстро (в интервале между двумя стежками), как в первом слу-
чае, а медленно по мере обметывания глазка петли. В этом случае
стежки в глазке петли будут располагаться поперек кромки и оди-
наковый рисунок строчки сохранится во всех участках петли.
Игла в исходное положение поворачивается после окончания
обметки всей петли.
Отдельные элементы конструкции механизма, сообщающего
игле движения в указанных направлениях, выше были рассмот-
рены. Теперь же па примере механизма иглы петельной машины
29 кл. ПМЗ посмотрим, как сочетаются в одном механизме ука-
занные элементы и как конструкцией механизма обеспечивается
выполнение тех операций, которые необходимы для образования
фигурной петли с глазком.
Движения по вертикали сообщаются игле кривошипно-ша-
тунным механизмом. На переднем конце игольного вала 10 ма-
шины закрепляется кривошип 9 игловодителя (рис. 23). Палец
этого кривошипа сообщает движение шатуну 8, а последний
заставляет шпильку игловодителя 6, надетую на игловодитель
и вложенную в нижнюю головку шатуна, совершать возвратно-
поступательные движения. Шпилька надавливает то па ступеньку
(утолщенная часть игловодителя), находящуюся нод ней, то на
кольцо 7, закрепленное над шпилькой, и сообщает игловодителю
движение вниз и вверх. Такое соединение обеспечивает возмож-
ность вращения игловодителя без нарушений связи со шпилькой.
Высоту игловодителя можно изменить, подкладывая шайбы меж-
ду шпилькой и игловодителем, при этом игольный стержень опу-
скается.
5*
67
Движения по горизонтали передаются игле следующими дета-
лями. Игольный стержень оканчивается на нижнем конце рамкой
27 (рис. 23, 6), поперек которой пропускается шарнирный винт
Рис. 23. Схема механизма иглы машины 29 кл. ПМЗ.
23. На этом винте помещается свободно каретка 2 иглодержателя 1 ,
которая и может быть перемещена по винту 23 (шпильке) поперек
линии строчки. Рамка игловодителя служит при этом направляю-
щей для каретки иглодержателя. Для перемещения каретки к ниж-
ней планке рамки игловодителя присоединяется рычаг 26, соеди-
68
ненный шпилькой с кареткой. При отклонении рычаг давит па ка-
ретку и заставляет ее перемещаться по шарнирной шпильке рамки.
Полное перемещение каретки должно быть произведено за два
прокола иглы, чтобы один прокол был сделан в правый край кром-
ки петли, а второй — в левый. *
Поэтому движение рычагу 26 передается от вертикального
вала 18 (рис. 23), делающего один оборот за два оборота игольного
вала. Верхнее коническое зубчатое колесо вертикального вала
18 снабжено трехцентровым кулачком 11. Он входит в прямо-
угольную прорезь рычага 12. Ширина прорези соответствует
диаметру кулачка. Рычаг шарнирно присоединен к рукаву маши-
ны и проходит горизонтально поперек рукава. При вращении вер-
тикального вала рычаг получает от него колебательные движения
вдоль рукава машины. Конец рычага посредством тяги 13 шарнир-
но соединен с коленчатым рычагом 14 и сообщает рычагу 14 ко-
лебательные движения. Переднее плечо рычага 14 небольшим ша-
туном 15 соединяется со стержнем 5. При движении коленчатого
рычага 14 стержень 5 совершает возвратно-поступательные дви-
жения в вертикальном направлении. Нижний конец стержня
снабжен кольцом 21 с пазом на внутренней стороне. В паз входит
шпилька коленчатого рычага-вилки 31 (рис. 23, б), шарнирно при-
соединенного к шаблонной пластинке 3, нижней направляющей
игольного стержня. Горизонтально расположенное плечо рычага
вилки будет при движении стержня и кольца 21 отклоняться в вер-
тикальном направлении, а вертикально расположенное плечо,
т. е. собственно вилка 31 — отклоняться в горизонтальном направ-
лении. При этом вилка 31 будет отклоняться от одного желобка
29 шаблонно!! пластинки 3 к другому 30.
Рычаг 26 каретки иглодержателя снабжен шпилькой 28, ко-
торая при движении игольного стержня вверх и вниз скользит
по желобкам шаблонной пластинки 3. Если заставить шпильку
28 рычага переходить поочередно из одного желобка в другой,
то рычаг 26 получит колебания, а каретка 2 — перемещения по го-
ризонтали. Перевод шпильки рычага 26 из одного желобка в дру-
гой и осуществляется рычагом-вплкой 31—31а. Происходит
это так. Пусть игла находится над правым краем кромки петли
и шпилька 5 рычага 26 — в правом желобке 29 шаблонной пла-
стинки 3 (рис. 23, б). При подъеме игловодителя шпилька сколь-
зит по правому желобку 29 шаблонной пластинки и при верхнем
положении игловодителя выходит из желобка и попадает между
рожками рычага-вилки 31. Пока игловодитель, продолжая дви-
гаться вверх, перемещает шпильку 28 рычага 26 по прорези вил-
69
ки 31, кулачок вертикального вала передает отклонение рычагу-
вилке 31 и последний переводит шпильку 28 рычага 26 к левому
желобку 30 шаблонной пластинки. Игловодитель опускается,
но шпилька рычага каретки иглодержателя скользит теперь по ле-
вому желобку 30 шаблонной пластинки. Рычаг каретки получил
отклонение влево, а вместе с ним переместилась влево и каретка
вместе с иглодержателем. Игла совершает прокол в левый край
кромки петли, а рычаг-вилка остается над левым желобком шаб-
лонной пластипки до тех пор, пока игольный стержень снова
не поднимется и шпилька 28 рычага 26 снова не попадет между
рожками вилки 31. После этого вилка 31 переведет шпильку
рычага в правый желобок шаблонной пластинки, т. е. отклонит
этот рычаг 26 вправо и переместит вправо каретку вместе
с иглой.
Увеличение отклонения иглы достигается увеличением плеча
рычага 26. Для этой цели ослабляется и перемещается вверх
винт-шпилька, соединяющий рычаг 26 с кареткой 2 иглодер-
жателя 1.
Правильное положение иглы над прорезью петли зависит
от положения иглодержателя в каретке. Регулирование иглы по
прорези петли возможно двумя способами: перемещением иглодер-
жателя после ослабления винта и перемещением винтом шаблон-
ной пластинки вместе с рычагом-вилкой. Предварительно ослаб-
ляются два винта, прикрепляющие шаблонную пластинку.
В машине предусмотрена регулировка величины отклонения
рычага-вилки 31 по отношению к желобкам шаблонной пластинки.
Выполняется это изменением величины переднего плеча коленча-
того рычага 14. Отклонения рычага-вилки регулируются также
при замене шаблонной пластинки, если в новой пластинке желоб-
ки расположены на ином расстоянии друг от друга.
Вращательные движения игольный вал получает от главного
вала, расположенного в платформе машины. Поскольку главный
вал дает также движение двум петлителям, полное колебание ко-
торых соответствует одному обороту главного вала, движение от
главного вала передается парой конических зубчатых колес
(г = 1 : 1) вертикальному валу, а затем второй парой зубчатых
колес (i =1:2) игольному валу. Последний повертывается два
раза за один оборот главного вала и игла делает два прокола.
Шаблонная пластинка 3 (рис. 23) и направляющая пластинка 22
рамки 27 игловодителя присоединены не к головке машины, а к по-
движной нижней направляющей игольного стержня, вложенной
в головку машины. Если повернуть указанную направляющую,
70
то вместе с ней повернутся и детали, присоединенные к ней, при-
чем направляющая 22 рамки 27 повернет и игловодитель.
Для передачи вращения к направляющей игловодителя присо-
единяется сверху зубчатое колесо 4, а под рукавом машины закреп-
ляется коленчатый рычаг 20, переднее плечо которого представ-
ляет собою зубчатый сектор.
Игловодитель поворачивается диском 24 двигателя ткани. В паз
нижней поверхности этого диска входит ролик коромысла 25,
присоединенного к нижнему концу вертикального валика 19.
К верхнему концу этого валика жестко (штифтом) присоединено
коромысло 17, соединенное посредством тяги 16 с коленчатым
зубчатым рычагом 20. При вращении диска вертикальный валик
19 получает колебательные движения и рычагом с зубчатым сек-
тором поворачивает на 180° зубчатое колесо 4, направляющую 22
и игловодитель.
Тягу 16 можно удлинять и укорачивать, что необходимо для
установки иглы по отношению к петлителям.
Коленчатый зубчатый рычаг 20 можно перемещать вдоль ру-
кава машины, что необходимо для устранения зазора между зуб-
чатым сектором рычага и колесом. При перемещении рычага не-
обходимо изменять и длину тяги, так как в противном случае
будет изменяться положение иглы по отношению к петлителям,
а горизонтальные перемещения иголки не будут перпендикуляр-
ны к линии строчки, так как рамка игловодителя не будет направ-
лена под прямым углом к этой линии. Продольная качка направ-
ляющей игловодителя внутри головки машины устраняется под-
винчиванием гайки и контргайки.
Рассмотренный механизм иглы является весьма показательным,
хорошо иллюстрирующим синтез отдельных уже известных нам
конструктивных элементов механизма иглы швейных машин.
Не нужно думать, что рассмотренное решение является един-
ственно возможным. Так, в механизме иглы петельных машинШМ-17
и ПМ-1, также предназначенных для выметки фигурных петель
с глазком и без глазка двухниточными цепными стежками, приме-
нены другие конструктивные элементы.
Сопоставление конструкций механизмов иглы различных ма-
шин одного назначения позволяет сравнительно оценить отдельные
элементы и механизм в целом, чтобы сказать, какое решение яв-
ляется более желательным.
Глав а
II. Механизм перемещения материала^
После прокола материал нужно передвинуть в заданном
направлении и на определенную величину. Обычно материал пере-
мещается прерывисто в интервалах между проколами, но может
перемещаться и непрерывно. Это можно, например, наблюдать
при работе некоторых машин, предназначенных для сшивания
кусков тканей перед крашением. Правда, в этом случае из-за
движения ткани в периоды рабочего хода иглы отверстия в ткани
увеличиваются, но этому не придается значение, так как концы
кусков после окраски срезаются. Непрерывно движется ткань
и в петельных машинах ПМ-1, 29 кл. ПМЗ во время холостого
хода.
Ниже мы будем рассматривать механизмы прерывистого дви-
жения материала, которые делятся на две группы. К первой, наи-
более распространенной, относятся механизмы, осуществляющие
лишь проталкивание материала вдоль строчки на величину стеж-
ка. Конфигурация же строчки и ее длина механизмом не регламен-
тируются. Машины с таким транспортированием материала по-
лучили название машин универсального действия. При их работе
точность направления движения материала обеспечивается рабо-
чим, который, направляя сшиваемые материалы, заставляет их
двигаться по траектории, соответствующей конфигурации строчки.
На таких машинах можно выполнять различные операции, чем
и объясняется их название — машины универсального действия.
Поскольку необходимость изменить направление ткани в'про-
цессе ее перемещения может появиться после любого стежка, вы-
полненного машиной, цикл работы такого транспортера должен
полностью завершаться за время образования одного стежка.
В механизмах второй группы полный цикл перемещения ма-
териала завершается за такое количество стежков, которое необ-
ходимо для выполнения определенной работы — пришивки пу-
говицы, изготовления закрепки, выметки петли, обтачки клапана
и др. При работе этих механизмов материал перемещается по
заданной траектории и на вполне определенную величину автома-
тически.
Машины с таким механизмом являются специализированными,
но снабжаются регуляторами, позволяющими настраивать ма-
шину в соответствии с параметрами, характеризующими дан-
ную работу — размер пуговиц; длина петли и густота ее кромок
и др.
72
Поскольку рабочий не направляет обрабатываемый материал
в период всего цикла работы машины, в механизмах этой группы
четко выделяются детали закрепления материала в особом устрой-
стве (кассете, зажиме, суппорте), обеспечивающем нужное поло-
жение полуфабриката на машине, а также детали, посредством
которых этому устройству сообщаются требующиеся движения.
При наличии такого устройства механизм перемещения матери-
ала работает без участия рабочего, как и другие механизмы ма
шин. В этих условиях машина оказывается полуавтоматом, если
закрепление полуфабриката в зажиме-держателе осуществляется
рабочим, и автоматом, если питание машины полуфабрикатами
и их ориентация относительно рабочих органов машины произ-
водятся автоматически.
§ 1. Реечный двигатель ткани
У швейных машин универсального назначения транс-
портер материала состоит из зубчатой пластинки — рейки и при-
жимной лапки.
Принцип действия одинарного реечного транспортера мате-
риала подробно освещен в курсе «Технология швейного произ-
водства» [21] и в книге «Технология машинных стежков» [20].
В них же рассмотрены достоинства и недостатки этого двигателя.
Во избежание повторений, отметим лишь, что движение рейки
происходит по кривой, близкой к эллипсу, что эта траектория
создается сочетанием двух движений — вверх и вниз (обычно
на величину 2—3 мм), а также вперед и назад (на 4—5 мм), что
коэффициент рабочего хода рейки зависит от того, на какую вели-
чину выдается эллипс (рейка) над игольной пластинкой. В обык-
новенных стачивающих машинах этот коэффициент не превышает
0,22—0,24, т. е. продвижение материала выполняется за время
поворота главного вала машины на 80—90°; величина стежка
обычно не больше 4—5 мм.
Характерной чертой реечных двигателей тканей является то,
что они не обеспечивают требуемого перемещения ткани без уча-
стия рабочего. tW
Это объясняется тем, что величина продвижения материалов рей-
кой зависит от профиля зубцов рейки, их состояния, числа зубьев,
от расположения на рейке, высоты подъема над игольной пластин-
кой, а также от типа и размеров прижимной лапки, силы ее дав-
ления на материал, состояния нижней поверхности подошвы
лапки.
73
В обычных стачивающих машинах челночного стежка (4 кл.,
22 кл., ПМЗ, Б-1 завода «Комсомолец»), имеющих главный вал
в рукаве машины, схема механизма состоит из перечисленных
ниже деталей. На главном валу 1 (рис. 24) устанавливается экс-
центрик Зс эксцентриситетом 1,2—1,5 мм. Посредством шатуна 4
и коромысла 8 при вращении главного вала создаются неболь-
Рис. 24. Механизм реечного двигателя ткани в машине 22 кл. ПМЗ.
шие возвратно-поворотные движения поднимающего вала 9. При
этом вал 9 коромыслом 10, расположенным горизонтально и снаб-
женным роликом 11, поднимает и опускает реечную вилочку 13
вместе с прикрепленной к ней рейкой 12.
Ось реечной вилочки шарнирно соединена с коромыслом 15 про-
двигающего вала 7. Если этому валу 7 сообщить колебательные
движения, то вертикально расположенное коромысло 15 заставит
реечную вилочку смещаться в горизонтальном направлении впе-
ред и назад поперек платформы машины. Отмеченные выше ко-
лебательные движения продвигающий вал получает от второго
эксцентрика 2 главного вала 7 (эксцентриситет 4 мм) через шатун
3, действующий на заднее коромысло 6 продвигающего вала 7.
Эксцентрики 2 и 3 размещены на валу так, что их эксцентри-
ситеты смещены относительно друг друга под углом 90°. В силу
этого движения рейки по вертикали и горизонтали не совпадают,
а чередуются по схеме: вверх, вперед, вниз, назад.
Механизм прижимной лапки устроен следующим образом.
Лапка 14 закрепляется на нижнем конце стержня 76, пропущен-
ного через направляющие головки машины. Стержень, в свою
очередь, закрепляется нажимным винтом в кронштейне 17, имею-
щем внутренний брусочек 17а, расположенный в направляющих
корпуса машины и боковой брусочек 176. Посредством кулачка
18, подводимого вручную под боковой брусочек 176, можно под-
нять кронштейн 17, а вместе с ним стержень 76 и лапку 14. Опу-
скается лапка регулируемой пружиной 19. При этом создается
необходимое давление лапки на материал. Сила прижима пру-
жины может быть изменена регулирующим винтом 22.
Подъем лапки может быть осуществлен и ногой. Для этого
к боковому брусочку 176 присоединяют соединительное звено 20
с прорезью. Внутрь последней вводится передний конец 21 ры-
чага 21—23—24, расположенного снаружи рукава машины. Пра-
вое плечо этого рычага тягой 25 соединено с рычагом 26—27—28.
Если поднять передний конец 28 рычага 26—27—28, расположен-
ного под платформы”! машины, то конец 26 рычага опустится
и опустит тягу 25, а вместе с ней и конец 24 верхнего рычага.
Конец 21 при этом поднимется и поднимет стержень лапки и лапку.
На плечо 28 рычага 26—27—28 давит устройство, размещен-
ное под крышкой рабочего стола и приводимое в действие ногой.
Обычно для этого отводится в сторону коленом правой ноги таре-
лочка 31. При этом поворачивается валик 29, расположенный под
столом и надавливает изогнутой шпилькой 30 на передний конец
28 рычага 26—27—28.
В некоторых машинах подъем лапки осуществляется ножной
педалью.
Для настройки механизма транспортера в связи с изменением
условий взаимодействия рабочих органов с материалом обычно
предусматриваются следующие регулировки:
1. Установкой эксцентриков на главном валу достигается свое-
временность перемещения материала. В этом случае эксцентрики
представляют собой одну деталь, закрепляемую на валу двумя
упорными винтами. Ослабив эти винты и удерживая эксцентрики,
повертываем главный вал внутри их. Если повернуть вал против
75
хода, то ткань начнет двигаться раньше. К такой регулировке
прибегают в случаях, когда продвижение материала не заканчи-
вается до момента входа иглы в ткань.
2. Величину стежка регулируют одним из устройств, описан-
ных ранее (стр. 66). Если при этом изменяется величина эксцент-
рика 2 или величина заднего коромысла 6 продвигающего вала 7,
то шатун 5 имеет обычную форму. Если же применяется дополни-
тельное звено, посредством которого можно увеличить или умень-
шить перемещение шатуна 5 вдоль его продольной оси, не изме-
няя при этом величины эксцентриситета эксцентрика 2, то шатуну
придают форму вилки, а на эксцентрик 2 надевают манжетку
(рис. 24).
Чаще используют регулятор с соединительным звеном, так как
с его помощью легко обеспечить движение ткани в противополож-
ном направлении, что необходимо для закрепления конца строчки.
Для этого достаточно лишь перевести рычаг регулятора и
центр качания соединительного звена по другую сторону шатуна-
вилки.
3. В курсе «Технология швейного производства» указано, что
при сшивании легких тонких тканей подъем зубьев рейки над
пластинкой не должен превышать 1 мм, при шитье же драпа —
около 2 мм.
Высота подъема зубьев рейки над игольной пластинкой изме-
няется или смещением самой рейки 12, если она соответствующим
образом укреплена на реечной вилочке 13 (рис. 24), или же из-
менением положения переднего коромысла 10 на поднимающем
валу. Для этого обычно ступицу коромысла закрепляют па- валу
стягивающим винтом.
Большое значение имеет подбор реек в зависимости от вида
сшиваемого материала и характера работы.
4. Рейке нужно придать правильное положение в прорези
игольной пластинки не только по вертикали, но и по горизонтали.
Она должна стоять точно под лапкой и не касаться боковых краев
прорези. Кроме того, после полного перемещения вперед между
краем рейки и краем прорези в игольной пластинке не должно
быть свободного пространства, в которое могла бы западать ткань.
В противном случае рейка будет гофрировать ткань.
Перемещение рейки по горизонтали вдоль платформы дости-
гается обычно смещением реечной вилочки 13 (рис. 24) на цент-
ровых винтах или шпильках, посредством которых она присое-
динена к переднему коромыслу 15 продвигающего вала 7. Воз-
можно и перемещение реечной вилочки 13 вместе с продвигающим
76
валом 7, поскольку последний также удерживается под платфор-
мой машины центровыми винтами или шпильками. При этом во
избежание перекоса шатуна 5 необходимо ослабить крепление на
продвигающем валу коромысла 6 и переместить его по валу. Не-
обходимо также проверить положение ролика или ползуна между
рожками реечной вилки.
Рейка поперек платформы перемещается поворотом вручную
продвигающего вала 7 после ослабления крепления заднего коро-
мысла 6 на этом валу.
5. Прежде чем регулировать механизм лапки, нужно прове-
рить правильность подбора самой лапки и ее установки на стерж-
не. Лапка пе только прижимает материал к рейке, но и направ-
ляет его, а потому даже небольшой перекос лапки изменяет на-
правление движения материала. Необходимо, ослабив винт,
которым стержень 16 лапки 14 закреплен в кронштейне 17 (рис. 24),
повернуть лапку вместе со стержнем и придать ей правиль-
ное положение относительно рейки и прорези в игольной пла-
стинке.
6. В механизме лапки регулируют высоту лапки над иголь-
ной пластинкой и силу давления пружины. Что касается первого,
то обычно лапка в опущенном положении должна касаться иголь-
ной пластинки, чтобы даже самая тонкая ткань была лапкой
прижата в ней. Исключение составляют случаи, когда нужно
сшивать толстые ткани в несколько сложений. Тогда приходится,
ослабив винт в кронштейне 17, переместить стержень 16 вместе
с лапкой 14 вверх с тем, чтобы в дальнейшем при подпятой лапке
можно было легко заправлять сшиваемые ткани меящу лапкой
и игольной пластинкой.
Сила давления лапки изменяется, как указывалось, вращением
регулирующего винта 22. Обычно общее усилие лапки при сши-
вании шерстяных костюмных тканей составляет около 3 кГ. Это
соответствует примерно удельному давлению 1 кГ/см2. Простой
одинарный реечный транспортер материала, делая машину уни-
версальной, в то же время требует от рабочего большого внима-
ния при направлении ткани, так как скорость перемещения ее
при полном использовании числа оборотов главного вала машины
очень велика.
Достаточно сказать, что при шитье на машине 22 кл. ПМЗ
(и = 3500 об/мин) стежками длиной 0,2 слг скорость движения
ткани v составляет
v = 3500 • 0,2 = 700 см/мин, или 0,116 м/сек.
77
Используя фрикционную муфту привода к машине, рабочий
может снижать скорость машины.
Тахограммы работы машин показывают, что при выполнении
таких сравнительно сложных операций, как «втачать рукав
пальто, пиджака», «стачать воротник», коэффициент использова-
ния скорости становится очень низким и по данным промышлен-
ности составляет всего лишь 0,4. Это значит, что средняя скорость
главного вала 1400 об/мин, вместо 3500 об/мин, а ткань переме-
щается под лапкой машины со скоростью в среднем около 0,05 м/сек
(3 м/мин) вместо 0,116 м/сек (7 м/мин).
Поскольку в процессе шитья рабочий должен вручную выпол-
нять большое число подсобных работ (брать полуфабрикат, урав-
нивать по краю, подкладывать под лапку машины, загибать края
ткани, если это необходимо и т. д.), коэффициент использования
самой машины также крайне низок. Он не превышает 0,2 при вы-
полнении даже длинных строчек, когда объем машинной работы
кажется достаточно большим.
Поэтому большое значение при использовании машин с рееч-
ным двигателем материала имеет применение различных приспо-
соблений.
Во избежание повторений с курсом «Технология швейного
производства» мы не даем описания этих приспособлений (ли-
неек-направителей, суташеров, направителей тесьмы, запоши-
вателей, рубильников, окантовывателей, сборочников и др.).
Скажем лишь, что их использование вызвано вышеуказанными
особенностями реечного транспортера ткани, делающего швейную
машину машиной универсального действия, т. е. пригодной для
выполнения различных операций.
В массовом производстве при узкой специализации на многих
рабочих местах в потоке потребность в машинах универсального
действия отпадает. Если такие приспособления, как линейки-
направители повышают производительность труда примерно на
10%, а рубильники — на 20%, то применение, например, специ-
ализированной машины 202 кл. ПМЗ для втачки рукава может
повысить производительность труда на данной операции на 150%
и более.
Переходим к методике количественной оценки кинематических
и динамических параметров реечного механизма продвижения
тканей.
На рис. 25, а показана плоская кинематическая схема рееч-
ного механизма. Ранее был рассмотрен принцип его работы.
Звено RGDX с рейкой G получает движение от двух кинемати-
78
ческих цепей
ОВ — В'CD — Ofi — DOJ)* OA — AE — EOSB.
Первая кинематическая цепь для горизонтальных перемещений
рейки (продвижения ткани) представляет собой трехповодковый
механизм с ведущим звеном — кривошипом (ОВ) и кулисой. Кине-
матические и динамические исследования такого механизма
нельзя проводить ранее преподанными методами (величина В'С ^
T^const).
Вторая кинематическая цепь для подъема рейки и ткани под
игольной пластинкой представляет собой простой четырехзвен-
ник, но и здесь нужны специфические методы исследования из-за
несоизмеримости звеньев (АО = 1 -4- 1,5 мм и АЕ = 200 мм!).
Метод засечек принципиально пригоден, но из-за несоизмери-
мости звеньев дает очень неточные результаты. Третья кинемати-
ческая цепь, связывающая первые две цепи и передающая рейке
движение по эллипсу от двух ведущих звеньев ОВ и ОА, иссле-
дование которой можно вести методом засечек и изложенными
ранее методами.
Начнем с построения плана скоростей и ускорений. Скорость
точки В' звена B'CD
Vb' = Vb + Vb'B-
Это уравнение решить, как это мы делали раньше, нельзя,
так как в нем три неизвестных: величина и направление скорости
и и величина кв,в. Для решения уравнения находим мгновен-
ный центр вращения рА (звена B'CD, пересечение перпендику-
ляров к скоростям vc и vD, направлений ОгС и OtD). Затем сое-
диняем мгновенный центр вращения рА с точкой В', и перпенди-
куляр к рАВ’ определяет направление скорости г’в.. Теперь строим
план скоростей (рис. 25, б). Из выбранного полюса pv отклады-
_______________ ztD
ваем скорость vB = —в выбранном масштабе пер-
псндикулярно ОВ в сторону ®0J?.
В соответствии с уравнением от конца вектора скорости точки
В (vB) проводим направление скорости гв,в (параллельно кули-
се В'С), а из полюса ръ найденное направление скорости vB,B.
Пересечение направлений pvB' и ВВ' и даст решение векторного
79
уравнения. Теперь нам известны величины и направления ско-
ростей vB, vB, и vB,B
vc = vB’ + vCB' w vD~ VB' + VDB’.
В каждом из этих уравнений по два неизвестных (величины
z-c, vCB и vD, vDB,). Определяем скорости vc и vD построением
(рис. 25, б). Направление скоростей: vc перпендикулярно О^С,
vD перпендикулярно OJD, vCB, и vDB. перпендикулярно В'CD.
Построение планов скоростей для других цепей механизма не
имеет специфики, метод мы напоминали при исследовании иголь-
ного механизма.
Строим план ускорений. Составляем векторные уравнения
п , t п , h , t
Cl В' + аВ' = аВ’ = О-В + О-В'В “Г аВ"В-
I?2
Точка В будет иметь только нормальное ускорение ав =
dvB
Тангенциальное ускорение ав = = d®OBldtOB будет равно ну-
лю, так как &ов = const.
В относительном движении поворотное — кориолисово уско-
рение
a S'В — 2кОтн®пер — 2г’в'в & .
B'D
Оно не равно нулю, так как vB,B =4= 0, vB,D =f= 0 и B’D =f= 0.
Направление кориолисова ускорения определяем поворотом на
90° вектора vB,B (рис. 25, б) в сторону сов,р
ас + ас = а в» + асв' + Осв' и а2> + ад = аВ' + odb' Ч* оов’-
В первом векторном уравнении три неизвестных, а во втором
и третьем — по четыре. Приходится решать эти уравнения мето-
дом ложных положений. Выбираем полюс ускорений ра (рис. 25, в)
и строим правую часть первого уравнения в выбранном масштабе
, тт — / 1>в
ка. Из полюса ра откладываем вектор ав I ав = и параллельно
80
OB I, прибавляем вектор кориолисова ускорения (величину и на-
правление мы определили выше) и направление вектора ав, (его
величина нам неизвестна). По уравнению конец вектора ав, должен
находиться на линии Ь'Ъ' (однако его местонахождение на линии
Ь'Ъ' мы пока определить не можем).
Затем также решаем левые части второго и третьего вектор-
/-------------- t-Я. -- Vry
ных уравнений а™ = и направлено от С к Ох; а" = —- , па-
правлено от D к О2 j . Мы не знаем величины а*, и a4D и, следова-
тельно, можем лишь сделать заключение, что конец вектора ас
находится где-то на линии сс, a aD — на линии dd.
Теперь возьмем на линии Ь'Ъ' два случайных (ложных) поло-
жения конца вектора ав, — Вл, и ВПг. Тогда решаем дважды
(построением на рис. 25, ё) второе векторное уравнение и находим
два ложных положения конца вектора ас — СЛ1 и СЛг. Теперь,
построив на точках Вл„ Сл, и ВЯг, СЯг фигуры (в данном слу-
чае прямую ВЛ,СЛ1ДЛ1 и 5Л8СЛг£)Лг), подобные_звену В’CD, на-
ходим два ложных положения конца вектора aD. Они не попали
па линию dd, следовательно, они действительно ложные. Продол-
жая такие построения, мы могли бы найти целый ряд ложных
положений aD и найти еще одно (ранее мы нашли линию dd) гео-
метрическое место положений точки aD (D). Но в этом нет необ-
ходимости, можно доказать, что геометрическим местом таких
точек будет прямая линия. Поэтому через точки Dn, и ПЛг прово-
дим прямую, и ее пересечение с линией dd и определит действи-
тельное положение точки D конца вектора aD. Соединив точку D
с полюсом ра, находим величину и направление вектора aD (в вы-
бранном ранее масштабе ка). Теперь решаем векторное уравнение
п , I . П I t
ас + ас = «л + aCD + aCD,
в котором два неизвестных, и находим действительное положение
точки С
_____ -----------------------------------------------
«с ~ , II ОгС- ас .LOjC; асв — II CD и aacJ CD.
6 2187
81
Соединив точку С с полюсом Ра, находим величину и направле-
ние вектора ас.
Решая видоизмененные первое и второе векторные уравнения
+ п , t п । h , t
О-Б'С + аВ’С = О-В + Ов'В + ОВ'В
(в них два неизвестных), находим действительное положение точки
В' и величину и направление вектора ав.
Таким же методом мы можем найти ускорения ав., ас и aD
для любого положения механизма продвижения ткани. Векторы
ускорения центров тяжести звеньев находим из подобия (на плане
ускорений фигура, построенная концами полных векторов точек
звена, подобна звену).
Определение ускорений для двух других кинематических цепей
механизма продвижения ткани ничего специфического не имеет
и методика его была изложена при расчете механизма иглы.
Разметку траекторий, определение положений точек С и D
можно вести методом модели звена и методом ложных положений.
Первый метод более прост, но менее точен. Для решения задачи
в выбранном масштабе kg находим положение точек О, Ог и О2
(на рис. 25, а схема начерчена в масштабе и, зная этот масштаб
или размер хотя бы одного звена, мы легко можем найти положе-
ние указанных точек). Затем из точки О (рис. 25, г) проводим
окружность радиусом ОВ (это будет траектория точки В) и из
точек Ог и О2 проводим дуги соответственно радиусами OjC и
OzD. Это будут траектории точек С и D. Очевидно, в каком бы
положении не находился механизм, точки В, С и D • должны на-
ходиться на своих траекториях. Пользуясь методом модели звена,
мы вырезаем (или вычерчиваем на листе кальки) в том же масштабе
kg модель звена (положение точек С и D и линию, на которой
должна находиться точка В’). Точку В' мы разметить не можем,
так как В'С =Р const. В нашем случае моделью звена будет пря-
мая линия. Если модель звена будет плоской фигурой, то прин-
ципиально ничего не изменится, но разбивка траекторий точек
С и D будет немного сложнее.
Затем разбиваем траекторию точки В на 12, 24 или 36 равных
частей (с>ов = const), накладываем на чертеж (рис. 25, г) кальку
(модель звена) так, чтобы точки С и D попали на свою траекто-
рию, а геометрическое место положений точки В' (в нашем случае
продолжение прямой CD) пересекало траекторию точки В в вы-
бранном положении (В1? В%, ..., В12). Это сразу сделать не удается
82
и приходится перемещать кальку (модель звена) по чертежу,
чтобы указанные точки совпали. Очевидно, крайние положения
точек С и D на своих траекториях будут тогда, когда геометри-
ческое место положений точек В' будет касаться окружности ра-
диуса ОБ (траектории точки В). На рис. 25, а и найдены крайние
Рис. 25.
Кинематический анализ механизма реечного транспортера.
положения точки В. Этим методом мы можем найти положение
точек С и D при любом заданном положении точки В ведущего
звена ОВ.
Пользуясь методом ложных положений, мы чертим прямую
линию (или другую фигуру, соответствующую форме звена) через
заданное положение точки В ведущего звена и откладываем из
точек пересечения этой прямой (фигуры) с траекторией точки С
величину CD (в том же масштабе kg). Точка D обычно не попа-
6*
83
дает на свою траекторию (вероятность попадания близка к нулю)
и мы находим одно из ложных положений точек С и D (рис. 25, д).
Найдя несколько ложных положений точек С и D и соединив
их плавной линией, находим геометрическое место ложных поло-
жений этих точек. Пересечение этих линий (они не будут пря-
мыми) с траекториями соответствующих точек и даст действи-
тельные положения точек С и D. На рис. 25, д мы нашли два край-
них положения точек С и D методом ложных положений, когда
геометрическое место положения точки В' касается траектории
точки В • и Н2л1£)2л1 мы обозначили геометрическое
место ложных положений точки D при касании окружности ОВ.
Мы указывали, что небольшая величина отношения 44, не по-
зволяет использовать метод засечек для исследования механизма
подъема рейки.
Так как АО очень мало, то шатун АЕ четырехзвенника почти
не поворачивается при движении (угол отклонения менее 25'!),
поэтому путь точки Е примерно равен двум АО (Se = 2AO). Од-
нако, если надо дать разбивку траектории точки Е, то для гра-
фического исследования удобнее всего будет метод круговых ли-
неек. Принципиально он аналогичен методу засечек, но техни-
чески удобен тем, что засечки производятся по круговым линейкам
и можно использовать большой масштаб. Возьмем масштаб kg —
= 20 и вычертим окружность радиусом OEkg = 1,27 - 20 =
= 25,4 мм (если бы мы хотели использовать метод засечек, то
звено АЕ в этом масштабе мы должны были вычертить длиной
АЕкв — 4 м).
Разбиваем окружность па 12 равных частей (w0A == const
рис. 25, е). За начало отсчета (полюс путей) примем верхнее поло-
жение иглы, что соответствует положению точки Ао- Из точек
разбивки траектории точки А проводим линии, параллельные
ЛЕ (см. рис. 25, а), из полюса линию, параллельную О3Е, откла-
дываем радиус OSE в том же масштабе kg — 20 и чертим радиу-
сом дугу ее. Легко доказать, что если бы мы через точки разбивки
окружности радиуса OAkg провели дуги радиусом AEkg, то на
дуге ее мы бы получили разбивку траектории точки Е. Так как
дуга радиуса AEkg — 4 м на небольшом отрезке фактически
не отличается от прямой линии, то из точек разбивки (1, 2, ....
11, 12) проводим линии, перпендикулярные к параллелям АЕ.
Эти линии, пересекая дугу ее, дадут перемещения точки Е за
г/12 оборота вала О в масштабе kg.
Если нам надо найти траекторию и сделать разбивку центра
84
тяжести звена АЕ, нужно соответственные отрезки AsEb, ..., А9Ед
и т. д. поделить в таком отношении, как центр тяжести делит
звено АЕ (если он лежит на середине звена АЕ, то и отрезки надо
делить пополам). На рис. 25, е траектория AEs получилась похо-
жей на вертикально расположенный эллипс.
Зная перемещение точки Е, легко из пропорции (или графи-
чески) найти перемещения точки В. Теперь, зная перемещения
точек Dj и В, легко найти методом засечек перемещения любой
точки рейки. Следует указать, что траектории и величина пере-
мещения различных зубцов рейки немного отличаются друг от
друга, поэтому для определения положений рейки надо опреде-
лить траектории, по крайней мере двух крайних зубьев.
Переходим к методам определения работоспособности кинема-
тических пар. Кинематический расчет осложнен тем, что у меха-
низма подачи ткани два ведущих звена ОВ и ОА. Поэтому начнем
расчет со звена 5 реечной вилки (нумерацию звеньев см. на
рис. 25, а). Задача будет статически определенной, так как направле-
ние реакции ролика В к вилке известно — по нормали к вилке.
Как мы увидим, здесь будут некоторые трудности, связанные
с определением инерционной нагрузки от полуфабриката.
85
На реечную вилку (звено 5) действуют: реакция звена 4 в теч-
ке Dy — RiS (рис. 26), сила давления лапки — N (принимаем
A = const), сила инерции реечной вилки PiS = — m^as^, сила
трения лапки о ткань FT = Nf3 (N « 3 кг давление лапки и /3 —
коэффициент трения лапки а ткань), сила трения ролика о вилку
Fp = R№kR (kR — приведенный коэффициент трения качения ро-
лика о вилку), реакция ролика на вилку — /?65 и, наконец, сила
инерции ткани Ри.т = —у«р.г.
Составим векторное уравнение
N + £*». + '’' } J ч -f- Res + Ди т R& — 0.
Величины N и РКс мы указали как определить. Реакция Т?64
определяется из уравнения моментов относительно точки Dx.
Коэффициент трения /3 = 0,1 -н 0,20 (для расчета берем макси-
мальное значение), kR — 0,055, силой FR можно пренебречь, по-
грешность будет невелика.
Ткань деформируется даже от небольших нагрузок и поэтому
ускорение рейки получит небольшой участок ткани, зону которого
определить сложно. В первом приближении можно считать ее
равной 300 см2 (хотя, конечно, для разных тканей эта величина
будет разной). Для расчета надо брать наиболее тяжелые ткани,
дошиваемые на данной машине, и указанную площадь (300 см2).
Надо оговорить, что трение ткани о стол и платформу машины мы
при расчете не учитываем *.
Теперь, построив план сил (рис. 26, а), мы определяем реак-
ции реечной вилки на звено DOnDy — RM = —R45 и на ролик
звена RO9E.
Кинетостатический анализ четырех.звепника А()ЕО3 ничего
специфического не имеет.
Для кинетостатического анализа трехповодковой группы
B'ED — СОу — DO. Dj воспользуемся вспомогательной точкой Ас-
сура РА (рис. 26, б), взяв ее на пересечении продолжения коро-
мысел ОуС и O2D.
* Однако эти силы в другом плане существенно влияют на процесс пере-
мещения тканей. Именно силы трения о стол п платформу машины и дают
моменты, поворачивающие ткани около иглы, изменяющие направление
движения ткани по отношению к движению рейки. Так как величина этих
моментов зависит от формы п размеров полуфабриката и размещения на нем
строчки, то и отклонения движения ткани от рейки также все время меняют-
ся, носят как бы случайный характер.
86
Напишем векторное уравнение для триады
Роз 4- Роз + Рия + Т?12 + ^иг 4- Рч4 4- Рц 4~ Rot 4- Rot = 0.
Величину сил инерции РИг, РИз и Р1Ц находим по уравнениям
Р„п = —mnasn, а направление из плана ускорений (рис. 25, в).
Реакция Т?54 — пятого звена (реечной вилки) на коромысло DO^D^
(вал продвижения) равна —Т?45 (/?54 = —/?45), a R& мы только
что нашли по величине и направлению при кинетостатическом
анализе реечной вилки. Остается пять неизвестных R°3, R^,
Д12> Rot и Rot-
Для построения плана сил нам надо из уравнений моментов
определить величину трех из пяти неизвестных. Составляем урав-
нение моментов для звена ОУС относительно точек С и ()г и нахо-
дим величины реакций Т?23 и Ргй.л
R23 —
охс
где — плечо силы РКа относительно точки Of,
Ma. = —IsflCojCOi,
Й32=-Т?23; Д03=--И-,-^-М-И-",
где h2 — плечо силы PZt относительно точки С.
Затем составляем уравнение моментов для звена DO2D1 отно-
сительно точек D и С*2 и находим величину реакций R*M и Р^'
, f RrJ1., — К +
ЙтЛ ________ 54 3 И* 4 1 И4
24 = -/1'42 = ----------
ДС>2
f — P,, h + M.,
r>t 54 о Я4 4 J И4
/104 =----------------------------
do2
где h3, ht — соответственно плечо силы R5i и PKi.
Напомним, что знаки у моментов берем +, если момент на-
правлен против часовой стрелки, и —, если момент направлен по
часовой стрелке.
Теперь составим уравнение моментов для звена 2 (CB'D) от-
носительно точки Ассура РА и находим величину реакции R12.
Моменты неизвестных нам сил RQ2 и /?42 будут равны нулю, так
87
как их плечи равны нулю (перпендикуляры к ним пройдут через
точку РА, поэтому мы и выбрали эту вспомогательную точку)
В векторном уравнении остались неизвестными две величины
реакций 7?о3 и /?34, строим план сил и находим их (рис. 26, в).
Замыкая на плане сил вектора сил, действующих на звенья 3 и 4,
можно найти реакции в шарнирах С и D. Определив реакции во
всех кинематических парах и нагрузки на звенья, можно опре-
делить напряжения, удельные давления и коэффициенты нагре-
вания. Так как звенья механизма реечного продвижения ткани
имеют очень небольшие перемещения, то у них небольшие ско-
рости и кинетическая энергия. Величины усилий в звеньях при
различных положениях механизма приведены в табл. 4.
Таблица 4
Усилия в звеньях механизма двигателя ткани
Полные f еакции, кТ
Положе- ние меха- низма (В) (%’ В 24 (В) (Вх) (В) В€7 (Е) Bj5 (А) Воя (Ох) В©4 (О2) Вое (Оа)
п = 3500 об/мин
1 3,9 4,2 2,7 0,85 1,2 2,4 4,6 4,2 3,0 0,9
2 0,9 0,85 0,55 0,2 2,7 1,9 3,3 0,87 0,3 0,3
3 4,9 5,9 3,45 1,0 0,1 0,34 1,2 5,8 4,9 ' 0,3
4 5,5 5,5 5,7 1,0 0,4 2,3 3,9 5,5 4,4 0,2
5 3,0 6,5 5,1 1,8 1,8 3,6 5,2 6,6 6,8 0,37
б 4,5 3,8 2,8 0,6 0,08 0,6 1,2 3,8 3,5 0,1
Коэффициент нагревания /гтах = 4,5 кВя/см?- сек в наиболее
изнашиваемой паре.
Для быстроходных машин 3500—5000 об/мин максимальные
скорости точек звеньев механизма находятся в пределах 1,40—
2,0 м/сек, кинетическая энергия — 2,6—5,2 кГсм, а максималь-
ная сила инерции, приведенная в точку В, Тар = 10—21 кГ.
Поэтому кинематические пары этого механизма относительно дол-
говечны (не требуют частой замены) и разрушений деталей прак-
тически нет.
Взаимодействие рейки и лапки с двумя продвигаемыми тка-
нями показано на рис. 27.
88
Максимальное значение движущей силы рейки PR.p опреде-
ляется давлением лапки Nn и коэффициентом трения (сцепления)
лапки о ткань — /х.
Рд.р = 7^д/х. Сила прижатия лапки величина переменная
и зависит от кинематических характеристик рейки и действитель-
ное давление лапки NR при движении не равно установленному
статическому (Na Nc*).
Для верхней ткани движущая сила
-Рд.В — 7Vд/2,
Рис. 27. Взаимодействие рейки и
лапки с двумя продвигателями
ткани.
где f2 — коэффициент трения между тканями.
Коэффициент трения между тканями. и ткани о рейку
/ >/ и Р >Р .
' J2 ДРХ Д.В’
Силы сопротивления: сила трения верхней ткани о лапку FT =
= — коэффициент трения ткани о лапку) и сила инерции
ткани Pn.i —~ £?р.г (ч?т.у —
масса участка ткани, получаю-
щая ускорение рейки и ар.г — го-
ризонтальная составляющая уско-
рений рейки). Сила трения Рт
всегда направлена в сторону, об-
ратную движению ткани, и появ-
ляется при ее движении. Мы уже
указывали, что определить силу
инерции ткани очень сложно и по-
этому количественная оценка по-
лучается лишь в первом прибли-
жении.
Сила инерции ткани меняет знак. Когда рейка имеет положи-
тельное ускорение, Ри.т противодействует движению и является
силой сопротивления, а когда рейка замедляет движение, то на-
оборот, для ткани становится движущей силой и при определен-
ных условиях может продвинуть ткань независимо от рейки.
Как мы увидим из дальнейшего, динамический анализ взаимо-
действия рейки, лапки и ткани позволяет понять многие явления
и конструктивные решения и изменять их в желательном направ-
лении.
Мы уже выше упоминали, что давление лапки на ткань ве-
* При регулировке Nc = 5 кГ, Nn доходит до 9 кГ.
89
личина переменная. Дело в том, что ускорение направляющей
рейки имеет вертикальную составляющую и поэтому сила инерции
звена стержня лапки будет уменьшать или увеличивать давление
прижимающей лапки (в зависимости от знака вертикальной со-
ставляющей ускорения рейки). Надо указать, что упругое воз-
действие полуфабриката (направляющая рейка воздействует на
лапку через полуфабрикат!) несколько уменьшит ускорение стерж-
ня лапки
где и — коэффициент, учитывающий упругие свойства полу-
фабриката, и < 1.
Тогда сила инерции звена лапки Рил
р __
И’п g ’
Кроме того, при подъеме рейки под игольной пластинкой, пру-
жина лапки поднимается на величину Д/г. (рис. 27) и это увеличит
давление лапки на khk, (к — коэффициент жесткости пружины).
Тогда действительное давление лапки на ткань можно опре-
делить по формуле
Nr = NcT Рп.л ± ^hk.MNc ± -- - Д/^к.
Тензометрические измерения показывают, что установленное
(статическое) давление лапки Nc значительно изменяется (Nc =
= 2,5—3,5 кГ) и разность (Nn — Nc — 3 кг) может достигать
3 кГ (!).
Тогда динамические условия движения верхней ткани будут:
Рд.с> Ре или, подставляя выведенные нами значения в фор-
мулы,
Аг / > N f ± т а ,
д'з Т.н р.г’
где тт.в — масса участка верхней ткани.
Заменяем переменную величину Nn на постоянную Nc. После
преобразования получим
л'Л Т (с-^^ ± м») /, > т /,+
или
и Nc>'^L^±
f2~f3 g
90
Условия для движения обеих тканей соответственно может
быть выражено формулами:
„ АТ тет.уар.г ^р-в'гс ДЙА,
g
’'A _ f
'1 Z3
A A
Шт В^Т) г
Как будто все ясно, надо обеспечить неравенство Na > f и ме~
*1 *з
ханизм будет работать хорошо.
Однако сила NRf3 растягивает верхнюю ткань, деформация
упругая и поэтому, если эта сила растянула верхнюю ткань на
р %, то после выхода из-под лапки верхняя ткань сократится
на р %. Иначе говоря, нижняя ткань получит посадку р %, что
часто нежелательно.
Итак, с одной стороны, надо, чтобы Лд > _, а с дру-
А ‘3
гой — желательно Na сделать поменьше, учитывая эти требова-
ния, обычно берут Лгс = 2,5—4,5 кГ. Из опыта эксплуатации
машин известно, что при этом значении No результаты работы
механизма лучшие.
При возрастании компонента Ри.т = тх.уар.г (а эта величина
все время меняется) в отдельные, пусть даже очень кратковремен-
ные периоды внутри цикла, перемещения ткани * станет Рд.р <
< Ро, тогда в этот период (А£ц) рейка будет продолжать движе-
ние, а ткани остановятся и длина стежка будет меньше величины
перемещения рейки.
При больших оборотах главного вала машины может случить-
ся, что при замедлении рейки сила инерции ткани Ри.т (она при
отрицательном знаке «р.г будет движущей) окажется больше сил
трений тканей о лапку и рейку (или игольную пластинку) Рк т >
> Na (/, /3) и ткани продвинутся. Расчеты** показывают, что
* Если цикл машины то по циклограмме время перемещения полу-
фабриката будет /ср (fcp — коэффициент рабочего хода рейки, (кр » 0,25).
Мы говорим о кратковременном периоде Л/ц порядка Л/ц = (0,03 4- 0,05) /ц.
Величина зависит от параметров механизма, числа оборотов машины
и физико-механических свойств перемещаемых тканей.
* * Приме р. Число оборотов машины — 3500 об/мин.
1) Продвижение от силы инерции ткани возможно, если
Go, _
^.т>^ Л,.т=~^=^==20,4(?кГ
Рс = (7Х + /3) = 2 (0,4 + 0,1) = 1 кГ.
91
при п = 3500 об/мин в интервале 4—5 ткань продвигается на
0,6 мм дополнительно к перемещению от рейки. В самом деле,
мы наблюдаем, что при повышении скорости машины шаг стежка
увеличивается , в начале строчки длина стежка у быстроходных
машин всегда меньше.
Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что если мы
будем перемещать обе ткани растянутыми, то посадка нижней
ткани должна уменьшаться, так как сила трения лапкп о верх-
нюю ткань (она остается прежней) меньше деформирует ткань
(% растяжения будет меньше). В самом деле, дифференциальный
двигатель ткани, у которого две рейки с разными скоростями дви-
жения (скорость второй рейки всегда больше) уменьшает посадку.
Теперь понятно, почему такая схема может уменьшить посадку,
но ликвидировать посадку не может.
Механизм продвижения у беспосадочной машины также значи-
тельно уменьшает, но не ликвидирует посадку (растяжение верх-
ней ткани все же будет). Для уменьшения трения о лапку иногда
(это вносит ряд неудобств и недостатков) применяют специальные
смазки (например, прорезиненную ткань смачивают мыльной
эмульсией и т. д.) или заменяют трепие скольжепия трением каче-
ния (роликовые лапки).
В последнее время для сшивания тканей из лавсана исполь-
зуют удлиненную лапку и насечку на игольной пластине. При
этом растягивается и нижняя ткань и посадка ткани резко умень-
шается. (Пулевой посадки можно достичь для одного вида ткани,
добившись, чтобы растягивающие силы для верхней и нижней
ткани были равны).
Значит, указанное продвижение возможно, если
G> . , =0,049 кГ =49 г.
Полагаем, что G = 50 г > 49 г.
2) Определим величину перемещения ткани Д S (от действия силы инер-
ции тканп)
Кинетическая энергия ткани
Е = ' °’^8 = 0,585 гм = 0,585 кГ . мм.
2g 2 • 9,81
Работа сил сопротивления:
Ас = PckS = Nn (fL + /3) = 2 (0,4 + 0,1)Д5 = AS кГ-мм;
Ac — E; AS = 0,585 мм 0,6 jh.w.
92
§ 2. Модификации механизма реечного двигателя тнаии
Нагрузка на звенья реечного механизма двигателя
ткани, как видно из табл. 4, очень невелика, а потому детали меха-
низма даже при большой скорости машины работают в благо-
приятных условиях. Поэтому ниже мы будем уделять основное
внимание рассмотрению конструктивных особенностей без кине-
матического и динамического расчета механизмов.
Большую группу машин, как известно, составляют машины
цепного стежка. Во многих из них главный вал располагают под
платформой.
Типовая схема механизма двигателя ткани описана ниже.
Эксцентриком 2 главного вала 1 (рис. 28, а) посредством шатуна
7 сообщается колебательное движение рамке 6. К последней шар-
нирно присоединена реечня вилочка 5, надетая на эксцентрик
3 главного вала. При колебаниях рамки реечная вилочка и рейка
смещаются по горизонтали поперек платформы. Эксцентриком же
3 реечной вилочке и рейке 4 придается необходимое положение
по вертикали.
S3
Механизм получился простой, компактный со звеньями неболь-
ших размеров. Если сравнить его с типовой схемой, рассмотрен-
ной ранее, то, помимо упрощения конструкции механизма, можно
отметить и такие положительные особенности; уменьшение длины
звеньев механизма, значительное сокращение количества дета-
лей механизма подъема рейки, перенос основной массы деталей
машины в ее платформу. Последнее создает большую устойчивость
машины, уменьшает ее вибрацию, упрощает устройство для цент-
рализованной смазки деталей. Применением кулачка соответ-
ствующего профиля вместо эксцентрика 3 можно изменить траек-
торию рейки, обеспечив лучший ее контакт с нижней тканью в
период рабочего хода и уменьшив, если это необходимо, коэффи-
циент рабочего хода рейки.
Для уменьшения износа эксцентрика 3 и плоскостей реечной
вилочки в быстроходных машинах на эксцентрик надевается ман-
жетка с направляющими для рожков вилки. В этом случае уве-
личивается как площадь контакта эксцентрика с манжеткой, так
и манжетки с вилочкой. Если главный вал по условиям размеще-
ния исполнительных органов должен быть в платформе машины
поставлен ниже, применяют шатун 8 (рис. 28, б) для соединения
эксцентрика 3 с рычагом двигателя ткани 5. В некоторых же
машинах изменяют форму реечной вилочки (рис. 28, в).
Положение рейки по вертикали и горизонтали, величина ее
перемещения регулируется так же, как и в описанном варианте
механизма. Величина стежка может быть изменена увеличением
или уменьшением эксцентриситета эксцентрика 2 (рис. 28, а, б);
величины плеча рамки 6 в месте присоединения к ней шатуна 7;
изменением положения соединительного звена, если шатуну 7
будет придана форма вилки и он будет соединен с этим звеном;
изменением угла наклона кулисного паза, в котором помещено
соединительное звено, выполненное в виде кулисного камня.
Рассматриваемый вариант механизма двигателя ткани можно
использовать и в машинах, главный вал которых располагается
в рукаве машины.
В машине 97 кл. ПМЗ (рис. 28, г) от главного вала вращение
передается (i = 1 : 1) распределительному валу 1, размещенному
под платформой машины. В этой машине (без учета устройства
для обратного хода ткани) схема передачи движения рейке вы-
глядит обычно, но шатун 12 продвигающего вала и шатун 3
поднимающего вала 5 оказываются короткими, а весь механизм —
компактным. Поскольку машина 97 кл. быстроходна, на пальце
переднего коромысла 6 поднимающего вала устанавливается не
94
ролик, а ползун 9; внутри головок шатунов 3 и 12, надетых на
эксцентрики 2 и 13, а также в месте соединения с коромыслом 11
продвигающего вала помещены игольчатые подшипники.
Высоту рейки регулируют поворотом поднимающего вала после
ослабления стягивающего винта его заднего коромысла 4. Вели-
чину же стежка регулируют изменением эксцентриситета эксцент-
рика 13. С помощью регулятора такого типа можно изменять
величину стежка без откидывания платформы. Для этого кнопка
регулятора расположена на платформе машины.
Интересные конструктивные изменения вносятся в механизм
в машинах с цилиндрической платформой, с колонкой на платфор-
ме машины, при расположении рейки сверху тканей и др.
В машинах с цилиндрической платформой очень важно сделать
компактным узел механизма, расположенный внутри передней
цилиндрической части платформы и обеспечить движение рейки
по траектории, кривизна рабочей части которой соответствовала бы
кривизне платформы.
95
Из рисунка 29, а видно, что рейка 10 в одной из таких машин
прикрепляется винтом к ползуну 7, вложенному внутрь вилки 6,
являющейся передним коромыслом продвигающего вала 5. При
вращении главного вала 1 его эксцентрик 2 через шатун 3 и за-
днее коромысло 4 сообщает возвратно-поворотные движения валу
5 и переднему коромыслу 6. Вместе с последним перемещается
ползун 7 и рейка 10, причем, ее рабочее движение по дуге соот-
ветствует форме платформы и расположению материала. Пере-
мещения по вертикали ползун 7 и рейка 10 получают от эксцент-
рика 8, закрепленного на челночном валу 9. Высота подъема
зубьев регулируется перемещением самой рейки. Схема движе-
ния рейки показана на рис. 29, в.
Регулятор величины стежка может иметь конструкцию, анало-
гичную любой, описанной выше. Подъем и опускание рейки при
регулировке ее высоты изменяет величину плеча рычага 6 и в
связи с этим несколько изменяет размер стежка.
В машине 202 кл. ПМЗ, предназначенной для втачивания ру-
кава в пройму пиджака, жакета и пальто, на платформе под иглой
имеется колонка, приподнятая над уровнем платформы на 180 мм.
Внутри колонки размещается челнок и нижняя рейка, а также
передаточные детали этих рабочих органов.
Особенностью механизма нижнего двигателя ткани этой ма-
шины (рис. 29, б) является поэтому наличие некоторых дополни-
тельных деталей.
Эксцентриком 2 распределительного вала 1 через шатун 3
и коромысло 4 сообщаются колебательные движения продвигаю-
щему валу 5, а от него коромыслом 6, как и в некоторых- преды-
дущих схемах, передаются движению по горизонтали поперек
платформы вилке 7. Эта вилка не является собственно реечной,
а служит лишь для приведения в движение рычага 9—10—11,
расположенного вертикально и размещенного в колонке платфор-
мы. Вместе с рычагом колебания получает и рейка 12, прикреп-
ленная к нему. Длина рычага 9—10—11 соответствует высоте
колонки. Величина стежка регулируется изменением плеча коро-
мысла 4. Движения вверх и вниз рейка 11 получает вместе с рыча-
гом 9—10—11 и вилкой 7 от эксцентрика 8 распределительного
вала. Высота подъема рейки устанавливается смещением вручную
вверх или вниз рычага 9—10—11 после ослабления винта, при-
крепляющего этот рычаг к основанию вилки.
При массовом производстве одежды вполне возможна специали-
зация реечного транспортера, а вместе с этим специализация самой
машины. В курсе «Технология швейного производства» этому во-
96
просу уделено достаточно большое внимание, а поэтому здесь мы
ограничимся разбором конструкции отдельных наиболее интерес-
ных механизмов реечного двигателя ткани.
Интересен вариант механизма двигателя ткани, примененный
в скорняжной машине 10 кл. ПМЗ, получившей применение не
только для сшивания шкурок натурального меха, но и деталей
одежды из искусственного меха. Основным требованием к меха-
низму двигателя материала является то, что сшиваемые шкурки
должны в процессе шитья быть расположены вертикально, чтобы
можно было заправлять волос в шве и чтобы не было посадки
сшиваемых материалов относительно друг друга.
Вместо рейки (см. рис. 1) в механизме машины 10 кл. ПМЗ
применен рифленый ролик 75, совершающий прерывистое враща-
тельное движение, обеспечивающее толчкообразное перемещение
материалов в интервалах между проколами. Вместо обычной
лапки использован второй такой же ролик 12 шарнирно присое-
диненный к подпружиненному кронштейну 11.
Оба ролика расположены горизонтально перед рабочим и
прижаты друг к другу регулируемой пружиной 28 стержня 26.
Ролик 75 вращается в направлении против часовой стрелки и про-
талкивает сшиваемые материалы слева направо. Ролик 12 при
этом поворачивается сшиваемыми материалами в направлении по
часовой стрелке и выполняет роль вращающей прижимной лапки.
В связи с тем, что ролик оказывает меньшее сопротивление про-
движению ткани, чем лапка, второй материал меньше растяги-
вается и уменьшается посадка. Шкурки меха, расположенные
вертикально и обращенные волосом друг к другу, заправляются
на весу между рифлеными дисками и затягиваются последними
при их вращении.
Для обеспечения возможности захвата меха различной тол-
щины диски 75 и 12 имеют достаточно большой диаметр и риф-
леную поверхность. Зная коэффициент трения роликов о ткань
и их диаметр, можно определить максимальную толщину сшивае-
мых материалов, так как угол захвата материала роликами а
должен быть меньше угла трения <p (tga < tgq>).
Волос шкурок заправляется в шов направителем в процессе
шитья или же втягивается воздуховодом, располагаемым между
шкурками..
Роликовый транспортер имеет некоторые преимущества по
сравнению с реечным: непрерывный контакт дисков с материалом,
устраняющий движение последнего по инерции; уменьшение по-
садки. Но нужно учитывать, что он обладает особенностями,
7 2187
97
которые в некоторых случаях будут препятствовать его примене-
нию. Из них мы отметим то. например, что диски оказывают со-
средоточенное давление на материал по их образующей. Поскольку
игла, прокалывая материалы, будет проходить вне зоны действия
дисков, то при обратном движении иглы возможно смещение
материала вместе с ней (в особенности если материал мягкий,
легко деформирующийся) и, значит, ухудшение условий образо-
вания зазора между иглой и заправленной в нее ниткой.
Устройство роликового транспортера машины 10 кл. ПМЗ
описано ниже. Эксцентрик 5 (см. рис. 1) главного вала 2 сообщает
рычагу 6—10—14 движения вниз и вверх, а также колебания
вокруг центра — опоры 10 рычага. В первом случае рычаг 6—10—
14 смещается через опору и через головку 15 тяги 16, не оказывая
действия на последнюю. При колебаниях же вокруг опоры 10
рычаг 6—10—14 сообщает тяге 16 перемещения по горизонтали,
а вместе с этим передает возвратно-поворотные движения рычагу
18—19—22, свободно сидящему на валу 17 диска 13. Между рыча-
гом 18—19—22 и диском 20, закрепленным на нижнем конце
вала 17, имеются две колодочные собачки. При повороте против
часовой стрелки рычаг 18—19—22 надавливает на собачки, а по-
следние, во-первых, поворачиваясь, заклиниваются на ободе
диска, а, во-вторых, двигаясь вместе с рычагом, поворачивают
диск в том же направлении на заданный угол. Вместе с диском
20 поворачивается вал 17 и рифленый диск-транспортер 13.
При движении рычага 18—19—22 по часовой стрелке коло-
дочки возвращаются под действием пружин 23 в исходную пози-
цию, свободно скользя по ободу диска 20 и не сообщая ему дви-
жение. Движению диска 20 по часовой стрелке препятствует,
кроме того, и тормозок 24.
Посредством фрикционного храпового механизма диску 20
и валу 17 двигателя материала 13 сообщаются прерывистые вра-
щательные движения в одном направлении. Своевременность этих
движений обеспечивается соответствующей установкой эксцентри-
ка 5 на главном (распределительном) валу, а величина угла пово-
рота может быть отрегулирована смещением вниз и вверх опоры
10 рычага 6—10—14. Для этого нужно головкой 9 повернуть
звездочку 8 и ею переместить в нужном направлении рейку 7,
связанную с опорой 10.
Механизм диска 12 в принципе сходен по устройству с меха-
низмом прижимной лапки обычного реечного транспортера. Осо-
бенностью является лишь форма кронштейна 11, обеспечивающая
свободный подвод сшиваемых материалов снизу'вверх в зону дей-
98
ствия транспортирующих дисков 12 и 13. Чтобы отодвинуть диск
12 от диска 13 нри закладывании между ними сшиваемых матери-
алов, необходимо ножной педалью привести в действие рычаг 25.
Вилка 27 последнего, надавливая на кольцо 28, переместит в на-
правлении к рабочему стержень 26 вместе с кронштейном 11.
Пружина 29 обеспечивает ход стержню 26 в противоположном на-
правлении, а также и необходимое давление диска 12 на материалы.
Такого же типа механизм двигателя ткани использован в ма-
шине 65 кл. ПМЗ (РМЧ-4), предназначенной для разметки пройм
пальто, пиджаков, жакетов на подкладке. В этой машине диско-
вый транспортер одень удобен, так как обрабатываемое изделие
не укладывается на плоскую платформу обычных машин, а за-
кладывается в подвешенном состоянии между транспортирую-
щими дисками.
Особенностью механизма названной машины является то, что
прерывистое движение первого диска создается не применением
храпового механизма, а использованием червяка с переменным
углом подъема. В механизме имеются лишь детали для передачи
вращательного движения от главного вала к валу транспортирую-
щего диска (ролика). В их число входит червячная пара, переда-
точный вал и набор зубчатых колес. В период контакта первого
зубчатого колеса с прямыми участками витков червяка система
не получает движения. Когда же в действие вступают наклонные
витки червяка, происходит поворот транспортирующего диска
на определенный (нерегулируемый) угол.
Другой особенностью механизма двигателя ткани машины
65 кл. ПМЗ является то, что второй транспортирующий диск
также является приводным и получает прерывистые вращатель-
ные движения от своего механизма. Конструкция этого механизма
значительно сложнее, так как необходимо не только передать
движение второму транспортирующему диску, но и обеспечить
возможность отвода этого диска от первого при закладывании
обрабатываемого полуфабриката между ними, а также нужное
давление между дисками. Кроме того, следует учесть, что угол
поворота этого транспортирующего диска можно регулировать
в процессе шитья для создания и регулирования величины посадки
подкладочной ткани по пройме.
В механизме прерывистого движения второго транспортирую-
щего диска использован эксцентриковый механизм для передачи
возвратно-поворотных движений передаточному валу и роликовая
фрикционная муфта, сообщающая прерывистые (периодические)
вращательные движения в одном направлении валу транспорта-
у*
99
рующего диска. В коромыслах передаточного вала сделаны про-
рези для изменения величины их плеча при регулировке утла
поворота диска.
В случае передачи вращательного прерывистого движения иног-
да используют и храповой механизм с зубчатым зацеплением.
Такой механизм обеспечивает более точную передачу движения
транспортеру, но при этом затрудняется регулирование угла пово-
рота, поскольку храповик поворачивается либо на один шаг, либо
на два-три шага.
Для поворота храповика не на целый шаг его применяют
прецизионные храповые механизмы с несколькими собачками,
смещенными относительно друг друга. Иногда для той же цели
уменьшают шаг зуба, увеличивая число зубьев на храповике.
Поскольку при этом ослабляется прочность зубьев, применяют
несколько собачек для одновременного воздействия на несколь-
ко зубьев храповика.
Для устранения посадки нижней ткани при выполнении работ,
требующих беспосадочного шва, а также для создания и регули-
рования величины посадки одной из двух сшиваемых тканей
получили большое применение машины с двумя реечными транс-
портерами — нижним (как обычно) и дополнительно верхним.
В этом случае между двумя тканями помещают металлическую
пластинку, разделяющую их в зоне действия транспортеров, и по-
тому каждая рейка имеет дело только со своей тканью — верхняя
с верхней, а нижняя — с нижней. Поскольку механизм каждого
двигателя ткани имеет свой регулятор величины передвижения
ткани, то их соответствующей установкой можно добиться того,
что либо обе ткани будут перемещаться на одну и ту же величину
(беспосадочный шов), либо одна из них посаживается относитель-
но другой. Если конструкцией механизма предусматривается
к^тому же возможность регулировки величины продвижения од-
ной из тканей в процессе шитья и имеется устройство для дози-
ровки величины посадки, то нетрудно понять, насколько эффектив-
ным может быть использование такой машины при выполнении
операций, требующих посадки одной из тканей на определенную
величину и на отдельных участках шва.
Чаще нижняя рейка и ее механизм остаются обычными. Это
можно видеть, например, в механизме двигателя ткани машины
202 кл. ПМЗ с колонкой, снабженной еще и верхним двигателем
ткани. Верхняя же рейка имеет форму прижимпой лапки. Ее
механизм размещается в головке машины и заставляет прижим-
ную лапку — рейку совершать движения вниз для захвата верх-
100
пего материала, а затем — от работающего для его продвижения.
После этого верхняя рейка поднимается и в этом положении воз-
вращается в исходную позицию.
Кроме механизма верхней рейки, в головке машины разме-
щается и механизм собственно прижимной лапки. Последняя
нужна, чтобы держать ткани прижатыми к игольной пластинке
в те моменты, когда нижняя и верхняя рейки совершают холо-
стое движение в исходную позицию. Ведь в это время иглой про-
калываются ткани и при обратном ходе иглы образуется зазор
между иглой и заправленной в ее ушко нитью. Если бы в зтот
ответственный момент ткани не были бы прижатыми к игольной
пластинке, то нарушились бы условия образования зазора между
иглой и ниткой и произошел бы пропуск стежков.
В момент перемещения тканей прижимная лапка оказывается
не только ненужной, но даже и вредной, так как она препятствует
продвижению верхней ткани. Механизм верхнего двигателя ткани
конструируют обычно так, чтобы при нижнем положении верхней
рейки прижимная лапка приподнималась на несколько милли-
метров.
В качестве примера, иллюстрирующего конструкцию, а также
практику проектирования и компоновки деталей механизма этого
типа, рассмотрим механизм верхнего двигателя ткани машины
202 кл. ПМЗ.
Верхняя рейка 1 имеет форму лапки и размещается в прорези
собственно прижимной лапки 2 (рис. 30). Для передачи рейке 1
движения по горизонтали, ее стержень 3 помещается в направляю-
щих качающейся рамки 5. Механизм качания рамки сходен с меха-
низмом отклонения иглы в машинах беспосадочного шва. Из
схемы видно, что в рукаве машины параллельно главному валу
17 проходит вал 26, переднее коромысло 7 которого посредством
ползуна 6 соединено с рамкой 5. Заднее коромысло 24 шатуном-
вилкой 22 соединено с эксцентриком 21 главного вала. При вра-
щении главного вала 17 эксцентрик 21 сообщает продвигающему
валу 26 возвратно-поворотные движения, а последний сообщает
такие же движения рамке 5 и стержню 3 с рейкой 1. Своевремен-
ность горизонтальных движений рейки обеспечивается надлежа-
щей установкой эксцентрика 21 на валу 17, а требуемая величина
этих движений устанавливается посредством рычага 23 регуля-
тора стежка.
В регуляторе машины 202 кл. использована направляющая
23 для шатуна 22, которому придана форма вилки. Изменением
положения направляющей регулируется величина движения вверх
101
Рис. 30. Схема механизма верхнего двигателя ткани
и вниз шатуна-вилки 22, а вместе с этим и величина угла поворота
подвигающего вала 26. Принцип действия регулятора такого
типа описан ранее.
Рычаг-регулятор 23 смещается подпружиненной тягой 25, сое-
диненной под рабочим столом с устройством, приводимым в дей-
ствие коленом ноги. Это позволяет при постоянной величине
смещения нижней рейки изменять в процессе шитья величину
перемещения верхнего материала и устанавливать нужную по-
садку той или другой ткани. Стрелка 21, соединенная с тягой
25, показывает на шкале 28, расположенной перед рабочим, вели-
чину посадки. Начальная величина перемещения верхней рейки,
соответствующая работе машины без посадки ткани, устанавли-
вается перед шитьем изменением длины тяги 25.
Механизм для передачи верхней рейке движений вниз и вверх
несколько сложнее, так как одновременно с верхней рейкой 1,
но в противоположном направлении, по вертикали должна пере-
мещаться и прижимная лапка 2.
Эксцентриком 20 главного вала через шатун 19 и коромысло
18 сообщаются возвратно-поворотные движения поднимающему
валу 16. Переднее коромысло 15 этого вала через серьгу 14 со-
общает при этом возвратно-поворотные движения коленчатому
рычагу 13—12—8, соединенному второй серьгой 8а со стержнем
3 верхнего двигателя ткани. Опорой коленчатого рычага75—12—8
является шарнирный винт 12, соединяющий коленчатый рычаг
с кронштейном 9, в котором удерживается стержень 4 прижимной
лапки 2.
Посмотрим, как при таком устройстве механизм лапки воз-
действует на механизм верхней рамки и наоборот. Если вручную,
как обычно, или с помощью ножного подъемника (на схеме не
показан) поднять кронштейн 9, стержень 4 и лапку 2, чтобы за-
править под лапку ткань, то вместе с кронштейном 9 поднимется
и коленчатый рычаг 13—12—8. Горизонтальным плечом 12—8
этот рычаг поднимет и верхнюю рейку 1.
При работе же главного вала 11 и поднимающего вала 16 пе-
реднее коромысло 15 (рис. 30, б) поднимающего вала 16, двигаясь
против часовой стрелки, серьгой 14 поворачивает по часовой стрелке
коленчатый рычаг вокруг шарнира 12. При этом горизонтальное
плечо 12—8 коленчатого рычага серьгой 8а опускает стержень 3.
Рейка 1 получает движение вниз для захвата верхней ткани.
Происходит это до тех пор, пока рейка не коснется ткани и не
надавит через нее на игольную пластинку. При дальнейшем же
движении заднего коромысла 15 против часовой стрелки опорой
103
коленчатого рычага 13—12—8 становится не шарнир 12, а шар-
нир 8, так как дальнейшее движение рейки 1 вниз вместе с серьгой
8а и стержнем 3 исключено. В силу этого коленчатый рычаг начи-
нает поворачиваться по часовой стрелке вокруг шарнира 8
(рис. 30, в). При этом шарнир 12 начинает подниматься. Посколь-
ку этим шарниром коленчатый рычаг соединен с кронштейном 9
стержня 4 прижимной лапки 2, то начинает подниматься крон-
штейн, а вместе с ним и лапка. Пружина механизма прижимной
лапки оказывает теперь через серьгу 8а давление на стержень
3 и верхнюю рейку, усиливая захват ею верхней ткани, а также
и захват нижней ткани нижней рейкой. Если теперь включится
в работу эксцентрик 21 главного вала, то схваченная верхней
рейкой ткань будет передвинута вдоль строчки. В этот же момент
должна сработать и нижняя рейка. Синхронность их работы до-
стигается надлежащей установкой эксцентриков продвижения.
После перемещения тканей переднее коромысло 15 поднимаю-
щего вала начинает двигаться по часовой стрелке и поворачивает
коленчатый рычаг 13—12—8 против часовой стрелки. При этом
опускается шарнир 12, кронштейн 9 и прижимная лапка 2, а за-
тем при опущенной прижимной лапке рычаг поворачивается уже
вокруг шарнира 12 и серьгой 8а поднимает стержень 3 и верхнюю
рейку 1. При холостом (верхнем) положении рейки эксцентрик
продвижения 21 отклонит рамку 5 и стержень 3 вместе с рейкой
1 в исходную позицию.
Величина подъема верхней рейки, а косвенно и прижимной
лапки, регулируется перемещением головки шатуна 19 по дуго-
вому прорезу в заднем коромысле 18 поднимающего вала 16.
Своевременность движения верхней рейки вниз и вверх обеспе-
чивается надлежащей установкой эксцентрика 20 на главном
валу. Соответствующим образом должно быть отрегулировано
и движение нижней рейки.
В механизме прижимной лапки 2 смещением самой лапки и ее
стержня 4 регулируется положение лапки по высоте. Сила дав-
ления лапки регулируется изменением (посредством регулирую-
щего винта И) силы действия пластинчатой пружины 10.
§ 3. Механизмы двигателя ткани автоматическоа'О
действии
При автоматическом продвижении ткани нужен пре-
жде всего специальный держатель материала, обеспечивающий
точное направление обрабатываемого полуфабриката по задан-
ному пути (например, держатель-кассета).
104
Держатель-зажим может быть съемным и встроенным в ма-
шину. Его устройство целиком зависит от того, какой полуфаб-
рикат и при каких условиях должен быть закреплен в нем. Так,
в машине для пришивки пуговиц зажим должен удерживать
внутри себя и материал, и пуговицу нужного диаметра и формы.
Причем положение последней должно быть строго определенным
относительно иглы швейной машины.
Очень важно при проектировании определить в соответствии
с намечаемой операцией направление движения держателя-за-
жима, длительность цикла перемещения, закон движения, пре-
делы регулирования как длительности цикла, так и общей вели-
чины продвижения и размера стежков.
Чаще всего держателям-зажимам сообщается в процессе шитья
движение или только в одном направлении относительно плат-
формы машины, или же в перпендикулярных направлениях вдоль
и поперек платформы. Сочетанием этих движений можно получить
перемещение полуфабриката в плоскости по нужной траектории.
В отдельных случаях держателю-зажиму сообщается враща-
тельное движение, но при этом должны быть обязательно учтены
размеры поворачиваемого полуфабриката и возможность его по-
ворота па рабочем столе под рукавом машины. В ряде машин
вместо поворота полуфабриката используется поворот шьющего
механизма. В этом случае конфигурация строчки создается соче-
танием движения ткани, и иглы.
Управляющим элементом механизмов, обеспечивающих опре-
деленный характер их взаимодействия, является кулачок (кулач-
ки), устанавливаемый на распределительном валу и приводимый
в движение от главного вала посредством редуктора с определен-
ным или регулируемым передаточным отношением. Обычно пол-
ный поворот распределительного вала происходит за время пол-
ного цикла работы машины, но если этот цикл сравнительно
невелик, то применяют иногда редукторы с передаточным отноше-
нием, кратным величине цикла. Так, в некоторых машинах для
пришивки пуговиц применен редуктор с i = 42:1. В этом слу-
чае за время полного поворота распределительного вала могут
сработать либо два последовательно установленных кулачка при
пришивке пуговиц 21 стежком, либо три кулачка при цикле в
14 стежков, когда пришиваются небольшие пуговицы с двумя от-
верстиями.
Если передаточное отношение в редукторе постоянно и выстой
полуфабриката при рабочем ходе иглы обеспечивается профилем
кулачка (кулачков), то редуктор может передавать распредели-
105
тельному валу и кулачку непрерывное вращательное движение.
Например, посредством червяка и червячного колеса. Если же
передаточное отношение непостоянно и может быть регулятором
изменено при изменении цикла работы машины (например, изме-
нилось количество стежков при увеличении или уменьшении длины
петли), то редуктор должен сообщать распределительному валу
прерывистые движения с выстоями, так как профилем кулачка
в этом случае невозможно уже предусмотреть выстой ткани при
рабочем ходе иглы. В этих случаях редуцирование числа оборотов
производится обычно храповиком с зубчатым или фрикционным
зацеплением.
Кулачок (кулачки), устанавливаемый на распределительном
валу, может иметь различную форму. Чаще используются кулачки
в виде паза на диске (с кинематическим замыканием). Такие копир-
пые диски использованы в машинах для выметки петель и при-
шивки пуговиц. В последнем случае при i = 42 : 1 в одном пазу
диска предусматривается два-три идентичных участка, располо-
женных последовательно и соответствующих второму-третьему
циклам работы по пришивке пуговиц (2 раза по 21 стежку, 3 раза
по 14 стежков). Сменой в основном копирного диска и держателя-
зажима можно при одном и том же редукторе и передаточных де-
талях использовать машину для выполнения разных работ с раз-
личной продолжительностью цикла.
Движение от распределительного вала и кулачков держателю-
зажиму, осуществляется системой передающих звеньев. Сюда
входят рычаги, сопряженные с кулачками (кулачком), а также
другие звенья. Поскольку эти машины специализированы,' в пе-
редаточных деталях механизма предусматриваются обычно про-
стейшего устройства регуляторы, основанные на изменении вели-
чины плеча ведущего или ведомого рычага. Использование этих
регуляторов имеет место лишь при изменении (в известных пре-
делах) параметров процесса и размера обрабатываемого полуфаб-
риката, но не в процессе шитья.
В зависимости от расположения распределительного вала
и кулачков (копирных дисков) комплекс передаточных деталей
может быть как более сложным, так и очень простым, компактным,
состоящим из небольшого числа деталей. Это нужно всегда учи-
тывать при проектировании новых механизмов.
На платформе машины в зависимости от установленного ха-
рактера движений держателя-зажима размещаются направляю-
щие, обеспечивающие движение зажима и полуфабриката по за-
данному пути относительно иглы швейной машины.
106
Ясно, что в машинах автоматического действия с механизмом
транспортировки полуфабриката обычно кинематически связы-
вается механизм автоматического выключения машины. Такой
механизм срабатывает после того, как цикл работы машины за-
вершен.
Сравнительно простой является конструкция механизма двига-
теля ткани машин 27 кл. ПМЗ, предназначенных (в зависимости
от варианта) для пришивки пуговиц или изготовления закрепок.
В этих машинах игла перемещается по горизонтали поперек
платформы, и в силу этого держатель-зажим перемещается только
в одном направлении — вдоль платформы. Кроме того, переда-
точное отношение в редукторе постоянно, а потому применена
передача непрерывного вращательного движения распредели-
тельному валу через червячный редуктор.
На главном валу 1 (рис. 31, а) закрепляется двумя винтами од-
нозаходный червяк 2. Он приводит в движение через зубчатое
колес© 3 распределительный вал 4 (i = 42 : 1). На последнем
двумя винтами закреплен распределительный (копирный) диск 5,
в паз 6 которого входит ролик 7 рычага 8—9—10 двигателя ткани.
Внутри нижнего плеча 10 рычага, имеющего форму открытой
трубки, помещается стержень 13, соединенный с пластиной 14,
расположенной поверх платформы машины. Ползуны 15 пластины
расположены в направляющих платформы машины. Стержень
13 имеет значительно меньший диаметр, чем трубка 10, и потому
последняя, качаясь, не оказывает действия на стержень. Для
соединения этих деталей применена манжетка 11, вложенная
внутрь трубки и имеющая внутри себя цилиндр 12 с отверстием
для стержня 13. Винтом этот цилиндр 12 закрепляется на стерж-
не 13. При качании рычага 8—9—10 стержень 13 и пластина 14
получают возвратно-поступательные смещения вдоль платформы
машины. Величина этих движений зависит от положения ман-
жетки 11 в прорези плеча 10. Если манжетку поставить в самый
верх рычага против оси 9, то пластина 14 не будет получать дви-
жений.
Конструкция соединительной манжетки 11 позволяет качаю-
щийся по дуге рычаг соединить с прямолинейно движущимся
стержнем 13.
С пластиной 14 шарнирно соединен рычаг 16, снабженный
двумя подпружиненными пуговице держателями 18 и упором для пу-
говицы, находящимся между ними. Пуговица вдвигается между
путовицедержателями до упора и пружина удерживает ее в нуж-
ном положении. Снизу края пуговицы поддерживаются тонкой
107
Рис. 31. Схемы
механизмов двигателя ткани
полуавтоматом.
пластинчатой пружиной. Сильная регулируемая пружина 17 при-
жимает пуго вицедержатель к пластине 14.
Посредством рычага 20 и тяги 19 можно нажимом на педаль
раскрыть держатель-зажим, чтобы на пластину 14 положить об-
рабатываемый полуфабрикат, а внутрь пуговицедержателя —
пуговицу. После того, как педаль опущена, зажим закроется
и полуфабрикат с пуговицей удерживается на платформе машины
в определенном положении относительно иглы.
В механизме пуговицедержателя имеется регулятор, позволяю-
щий устанавливать упор и зажимы пуговицы на большем и мень-
шем расстоянии друг от друга (в зависимости от диаметра пуго-
вицы) . Если будут применять пуговицы, расстояние между отвер-
стиями которых большие или меньшие, следует переместить ман-
жетку 11 по рычагу 10. Своевременность перемещения полуфаб-
риката и пуговицы относительно движений иглы достигается
установкой червяка 2 на главном валу 1.
Передаточное отношение в редукторе (i = 42 : 1) позволяет
сменой копирного диска пришивать на данной машине за один
поворот распределительного вала 4 либо две пуговицы по 21 стеж-
ку в каждом цикле, либо 3 пуговицы (последовательно) с продол-
жительностью цикла в 14 стежков.
Если же переменить не только копирный диск, но и держатель-
зажим, то машину можно использовать, например, и для изготов-
ления закрепок с длительностью цикла в 42 стежка (длинная за-
крепка) и 21 стежок (короткая закрепка для петель).
Конструкция держателя-зажима показана на рис. 31, б. На
пластине 14 закрепляется кронштейн 21 с двумя направляющими
22. Через направляющие пропускаются стержни 23, снабженные
прижимными лапками 26 с рифленой нижней поверхностью. Сверху
стержни лапки имеют общее коромысло 24, к которому присоеди-
нена пружина 25, создающая необходимый нажим лапок на
материал.
Зажим раскрывается тем же рычагом 20, заставляющим под-
ниматься стержень 19 и стержни 23 с лапками 26. Если бы игла
совершала движения только в вертикальном направлении, то
при изготовлении закрепок держатель-зажим полуфабриката дол-
жен был бы смещаться в двух направлениях — вдоль и поперек
платформы. Такую схему мы имеем, например, в машине 220 кл.
ПМЗ, предназначенной для изготовления закрепок на сравни-
тельно тяжелых тканях (драп, сукно).
Особенностью конструкции механизма двигателя ткани яв-
ляется то, что на распределительном диске 5, кроме паза 6, име
109
ется с противоположной стороны паз 27 (рис. 31, б), внутрь кото-
рого входит ролик 28 коленчатого рычага 29—30—31. При вра-
щении диска коленчатый рычаг получает возвратно-поворотные
движения и штангой 32 через коромысло 33 передает эти движе-
ния валу 34. Вертикально расположенное переднее коромысло
35 этого вала соединено с пластиной 14 держателя-зажима и со-
общает последней движения по горизонтали поперек платформы
машины.
В этом случае пластина 14 соединяется со своим задним пол-
зуном 15 шарнирно и этот шарнир является осью, вокруг кото-
рой поворачивается пластина 14 при смещениях поперек плат-
формы. Ясно, что манжетка 11 также при этом поворачивается
внутри открытой трубки 10, т. е. нижнего плеча рычага 8—
9—10.
Второй интересной особенностью механизма является способ
соединения пластины 14 с коромыслом 35, обеспечивающий
возможность перемещения пластины 14 вдоль и поперек платфор-
мы. Это соединение может быть выполнено различно. В машине
220 кл. на вертикально расположенный палец коромысла 35 на-
девается цилиндр 36 (шарнирное соединение). Для этого в боковой
части цилиндра имеется отверстие, глубина которого соответ-
ствует длине пальца. На цилиндре 36 размещается ползун 37, к ко-
торому жестко прикрепляется пластина 14. Цилиндр 36 служит
направляющей для ползуна 37 в моменты, когда он движется
вдоль платформы. Но это не мешает цилиндру и ползуну сме-
щаться поперек платформы при колебаниях вала 34 и его коро-
мысла 35.
Величина поперечных смещений регулируется изменением ве-
личины плеча 31 рычага 29—30—31. Положение пластины 12
в направлении поперек платформы машины можно изменить,
если ослабить стяжной винт, закрепляющий заднее коромысло
33 на валу 34.
Примерами механизмов, автоматически перемещающих полу-
фабрикат по заданному пути, но с редуктором прерывистого дви-
жения и с регулируемым передаточным отношением могут быть
механизмы некоторых машин для выметки петель. В них мы' на-
ходим те же основные элементы конструкции, что и в предыдущих
случаях, но имеются и свои особенности.
Так, при изменении длины петли и номера ниток должно быть
изменено число стежков в петле, а значит, и длительность цикла.
Поскольку длина петли колеблется в широких • пределах (10—
40 мм), то продолжительность цикла может иметь серьезные из-
110
менения. В этих условиях непригоден червячный редуктор, а ис-
пользуется храповой фрикционный механизм.
Приводится в движение храповой механизм в машине 25 кл.
ПМЗ, предназначенной для выметки прямых петель челночными
стежками (рис. 32, а), от пространственного кулачка 20, имею-
щего форму паза на барабане 23. Чтобы избежать быстрого из-
Рис. 32. Схема механизма двигателя ткани машины 25 кл. ПМЗ.
носа ролика 24 рычага 25, а также паза барабана, в машине пре-
дусмотрена интересная особенность. Барабан 23 закреплен не на
главном валу 21, а на передаточном 22, приводимом в движение
парой винтовых зубчатых колес с i = 2 : 1. Если главный вал
машины может делать согласно каталогу машины 2000 об/мин,
то вал 22 и барабан 23 будут совершать только 1000 об/мин.
Этим улучшают условия работы не только ролика и паза, но
и всех деталей механизма двигателя ткани, но нужно иметь в виду,
111
что в этом случае раппорт строчки будет отличаться от простого
обычного зигзага. Вместо смещения полуфабриката вдоль строчки
после каждого прокола тканей, этот процесс будет проходить
лишь после двух проколов. В первом интервале между проколами
нитка стежка будет располагаться поперек строчки, а между
вторым проколом и третьим (второй интервал) — наискосок строч-
ки. В обычных условиях это отклонение от нормального зигза-
га было бы заметно, но в кромке петли при наличии 20—25 стеж-
ков на 1 см строчки заметить эту особенность в расположении
стежков трудно — они лежат вплотную друг к другу без
просветов.
Интересной особенностью механизма является также устрой-
ство, автоматически замедляющее движение держателя-зажима на
периоды изготовления закрепок петли.
Конструкция держателя-зажима сравнительно проста. К сколь-
зящей пластине 6, установленной в направляющих платформы
машины, шарнирно на стойке 1 присоединяется рычаг 2, снаб-
женный шарнирной лапкой 3. Нижняя плоскость лапки имеет
рифленую поверхность, а в середине подошвы лапки сделана про-
резь формой прямоугольника, внутри которого и будет иглой
обрабатываться петля. Сильная пружина 27 обеспечивает плотное
прижатие полуфабриката к игольной пластине 4, причем, ткань
оказывается зажатой со всех сторон петли. Этим исключается
возможность смещения ткани в зажиме не только при выметке
петли, но и при разрезании ее отверстия.
Работа механизма описана ниже. Ведущим звеном является
паз 20 барабана 23, закрепленного на передаточном валу 22
(рис. 32, а). Действуя на ролик 24, кулачок 20 сообщает возвратно-
поворотные движения коленчатому рычагу 25. Небольшим шату-
ном 19 колебательные движения передаются второму коленча-
тому рычагу 15, от него шатуном 13—рычагу 11, свободно сидя-
щему на вертикальном валу 26. Посредством двух колодочных
собачек 30 и 31, надетых на обод диска 29 (рис. 32, б), диску
и вертикальному валу сообщают прерывистые вращательные дви-
жения по часовой стрелке (если смотреть сверху). Собачки 30
и 31 фрикционного храпового механизма при движении против
часовой стрелки скользят по ободу диска, не приводя его в дви-
жение, а при движении по часовой стрелке, поворачиваясь, за-
клиниваются на ободе и поворачивают диск на угол, соответствую-
щий углу вращения рычага 11 (так же, как п при работе двига-
теля ткани машины 10 кл. ПМЗ). Тормозная колодочка 32 препят-
ствует движению диска против часовой стрелки. ’ Для устранения
112
движения диска по инерции его обод снаружи обхватывается
подпружиненной скобой 8 (рис. 32, а).
От паза 28 диска 29 колебательные движения вдоль платформы
машины получает рычаг 9, шарнирно прикрепленный к корпусу
машины. Шатуном 7 он сообщает прямолинейные возвратно-
поступательные движения вдоль платформы по направляющим
ползуну 6. При обметывании левой кромки петли ткань под дей-
ствием кулачка-паза движется к работающему, а затем переме-
щается в обратном направлении.
Величина передвижения ткани может регулироваться переме-
щением задней головки шатуна 7 в прорези рычага 9. Для этого
освобождается гайка шпильки, соединяющей шатун 7 с рычагом
9. Чем больше плечо рычага, тем па большую величину смещается
ткань. Густота стежков в кромках регулируется перемещением
задней головки шатуна 13 по прорези коленчатого рычага 15,
являющегося регулятором величины стежков. С увеличением его
плеча увеличивается угол поворота колодочных собачек, а следо-
вательно, и размер стежка.
Своевременность движения ткани зависит от положения бара-
бана 23 с пазом 20. Поскольку он составляет одно целое с зубча-
тым колесом и закрепляется на передаточном валу установочным и
нажимным винтами, большое значение имеет начальная установ-
ка колеса при сборке машины.
На время изготовления закрепки движение ткани, как сказано
выше, не прекращается, а лишь замедляется. С этой целью в меха-
низме двигателя ткани имеется переключающее устройство, умень-
шающее угол поворота колодочных собачек.
Коленчатый рычаг 15 (рис. 32, а) шарнирно присоединен не
к корпусу машины, а рычагу 17, неподвижному во время обметы-
вания кромок петли. В определенный момент работы машины ку-
лачок 10 диска 29 двигателя ткани приподнимает рычаг 16, дей-
ствуя на его ролик 12, и отпирает тем самым защелку 14. Послед-
няя под действием пружины поворачивается по часовой стрелке
и входит в выемку коленчатого рычага 15, запирая его на рычаге
17. Теперь коленчатый рычаг, будучи соединен с рычагом 17
в двух точках, не может уже качаться самостоятельно на шарнире,
а будет двигаться вместе с ним. Поскольку плечо рычага 17 зна-
чительно больше и его расположение иное, чем коленчатого ры-
чага 15, шатун 13 будет получать движения по горизонтали на
меньшую величину и на меньший угол будет поворачивать коло-
дочные собачки.
После выхода кулачка 10 из-под ролика 12 рычага 16 сильная
8 94 Й7
ИЗ
пружина опускает этот рычаг, а он, надавливая на защелку 14,
возвращает ее в исходное положение. Детали механизма прини-
мают начальную позицию.
Сила давления лапки регулируется пружиной 27, изменение
ширины направляющей ползуна 6 регулируется винтом 5 и поло-
жение защелки 14 относительно впадины коленчатого рычага 15 —
с помощью винта-ограничителя 18.
При наладке машины, а также для перемещения ткани при
обрыве нитки, при поломке иглы и в других случаях, при которых
место прекращения обметки предыдущей петли оказалось бы точ-
но под иглой, распределительный вал 26 можно повернуть
вручную.
Рассмотрим методы расчета и проектирования программирую
щих кулачков для машин описанного типа. Положим, нам надо
пришить конус парашюта (рис. 33, а) через восемь отверстий
(О, 1, ..., 7) строчкой, имеющей форму правильного многоуголь-
ника. Сначала надо продумать конструкцию, обеспечивающую
нужную ориентацию пришиваемого конуса относительно инстру-
мента — иглы.
Так как основанием конуса 1 является цилипдр с малой высо-
той, то, очевидно, можно использовать рассмотренную выше
схему пуговицедержателя, изменив некоторые его размеры. Лапки
26а (рис. 33, 6) нужно расставить пошире и размеры упора 266
должны соответствовать диаметру основания конуса. Для более
точной ориентации конуса относительно иглы ширину конца
упора 26а нужно сделать равной расстоянию между центрами
отверстии в основании конуса, тогда рабочий, ориентируясь на
края упора 266 и отверстия в конусе, быстрее и точнее может
вставить конус в конусодержатель. Нужно усилить спиральную
пружину 26 в и плоскую пружину (па рисунке не показана), за-
жимающую полуфабпикат. К полуфабрикату пришивается конус,
чтобы в процессе пришивки он не сдвинулся относительно пла-
стины 26 г (на рис. 33, б). Лапжи 26а шарнирно, а упор 266 жестко
закреплены на пластине 26г.
Так как мы предпочли ориентацию копуса по двум отверстиям,
то для того, чтобы отверстие О в исходном положении было под
иглой, ось симметрии копусодержателя 26 должна быть смещена
относительно проекции оси главного вала на платформу машины
па величину ус (рис. 33, о).
Теперь надо разметить стежки строчки, пришивающей конус.
Желательно сохранить типовую червячную пару, применяемую
в машинах 18, 27 , 220 кл. (унификация удешевляет машину)
114
Рис. 33. к расчету кулачка полуавтомата.
c i — 42 : 1. Для прочной пришивки конуса нужно приблизи-
тельно 40 стежков.
Для выполнения заданного узора строчки распределим стежки.
Каждые, кроме последней пары, соседние отверстия будем проши-
вать пятью стежками, последнюю пару отверстий — тремя стеж-
ками и при окончании дадим три стежка для закрепки (1 +5-7 +
+ 3 + 3 = 42 укола — для первого стежка надо дополнительный
укол). Тогда можно составить таблицу перемещений конуса по
оси х (параллельно главному валу) и оси у (перпендикулярно глав-
ному валу), обеспечивающих, заданный узор строчки.
Проследим по рис. 33, а какие нам нужны перемещения ко-
нуса для выполнения запроектированной строчки. Так как конус
мы сместили на величину ус относительно оси главного вала
(вертикальная плоскость, проведенная через ось главного вала
машины, пересекает конус по оси гш), то отверстие О находится
под иглой и для того, чтобы игла прошла через это отверстие,
нам конус не надо смещать (Аге = 0 и Аг/ = 0).
Для того, чтобы игла при следующем уколе прошла через
отверстие 1 в основании конуса нужно сместить конус по оси х
вправо (по рис. 33, а) и по оси у — вверх (Ах = + хх и Аг/ = +
+ г/х). Для того, чтобы снова уколоть в отверстие О надо вернуть
конус в исходное положение (Ах = — хх и Аг/ — — г/х) и т. д.*
Проводя анализ для всех уколов, можем составить таблицу
требующихся перемещений для всех 42 уколов (табл. 5).
Таблица 5
Перемещение конуса по оси а? и у
•NJ укола Перемещение М укола Перемещение
х У х У
1 0 0 22, 24, 26
2, 4, 6 +Vi 23, 25 -~ГХ8 +У4
3, 5 —xL —Щ 27, 29, 31 ~х2 0
7, 9, 11 +^2 0 28, 30 1-^2 0
8, 10 —^3 0 32, 34, 36 —Х1
12, 14, 16 +*з —.V1 33, 35 +*1 —'/3
13, 15 — х3 -Нц 37, 39 0 -ЬУг
17, 19, 21 0 —У2 38 0 —У2
18, 20 0 40, 41, 42 0 0
Зная нужные перемещения по осям х и г/, переходим к кинема-
* Для сокращения записи приняты обозначения: одно из перемещений
(безразлично какое) по любой из осей знаком плюс (-(-), а’ в противоположном
направлении — минус (—).
116
тическому расчету звеньев механизмов. Перемещение конуса по
оси х обеспечивается кинематической цепью, показанной на
рис. 33, г (обозначения звеньев совпадают с обозначениями на ки-
нематической схеме рис. 31, б). Перемещения по оси у произво-
дятся от второй канавки распределительного диска (находящейся
на внешней стороне по отношению рукава машины) через кине-
матическую цепь, показанную на рис. 33, д и е (звенья 28—29—
30-31-, 32, 33—34—35; 36 и 37).
Последовательность уколов иглы в отверстия конуса
№ отверстия в основании конуса № укола иглы
0 1 2 3 4 5 6 7 1, 3, 5, 37, 39, 40, 41, 42 2, 4, 6, 8, 10 7, 9, 11, 13, 15 12, 14, 16 18, 20 17, 19, 21, 23, 25 22, 24, 26, 28, 30 27, 29, 31, 33, 35 32, 34, 36, 38
Для построения профилей кулачков нам нужно определить
перемещения точек Ах и Су вдоль соответствующих осей.
Так как конусодержатель отклоняется (поворачивается) не
более, чем на 2°, то мы можем принять, что = хъ ..., AS =
= х и т. д., т. е. величина х может быть принята равной SA.
Ошибка Ат = АО (1 — cos 2°) «= 0,1%.
Зная SA, методом засечек мы можем пайти Sb — перемеще-
ние точки В. Методом обращенного движения легко построить
профиль кулачка для продольных перемещений конусодержателя
(этот метод мы напоминали при профилировании кулачка меха-
низма качания иглы для выполнения сложной зигзагообразной
строчки).
Перемещение точки Су можно определить по формуле
с , лс'
Sc‘ ~У АО '
где АС — расстояние от шарнира А звена 14 до крепления звена
38 на звене 14, АС = const;
АОК — расстояние от исходного положения точки A j\o оси
иглы АО = АОИ — я;
х — требуемое перемещение по оси х (см. рис. 33, а и табл. 5).
Следовательно, АО =/= const.
117
Пренебрежение величиной х (предположить АО = АОа) приведет
к ошибке порядка 3—4% и повысит вероятность удара иглой в ос-
нование конуса (не в отверстие). Зная 5 из пропорции легко
су
(СО
Sc — S - 7~, рис. 33, е .
су с /
Найти величину перемещения точки D сложнее. Точки С и D
движутся в двух перпендикулярных плоскостях: звено 30—31—32,
которому принадлежит точка D в вертикальной плоскости V,
параллельной оси главного вала, а звено 34—35—36, которому
принадлежит точка С в вертикальной плоскости Q, перпендику-
лярной оси главного вала. Поэтому в точках С и D шаровые шар-
ниры. На рис. 33, д дана кинематическая схема этого механизма
в изометрии. Если мы разъединим шарнир в точке D и будем
перемещать шатун 33 (CD) до совмещения с плоскостью О так,
чтобы точка шатуна 33 все время касалась плоскости V, то на
плоскости V точка D шатуна прочертит окружность радиусом
проекции шатуна 33 на плоскость F. Очевидно, при совмещении
шатуна 33 (CD) с плоскостью Q точка D попадет на линию аа
пересечения плоскостей Q и V.
Для исследования нам нужно, чтобы звенья механизма были
спроектированы без искажения. Для этого развернем плоскости
Q и V так, чтобы между ними был угол 180° и они служили про-
должением друг друга. Это возможно, если мы разъединим звенья
31 в шарнире D'. Развернутые плоскости показаны на рис. 33, е.
Для построения чертежа необходимо прежде всего определить
положение стоек 30 и 34. Для этого штапгеп-рейсмассом замеряем
расстояние от оси 30 до плоскости перемещения рычага 33—35
(Q) и от оси 34 до плоскости V, а также расстояние z между осями
30 и 34 по вертикали.
Используя полученные размеры, наносим на чертеж стойки
О, и О2 и радиусами ОХС и O2D из соответствующих центров про-
водим дуги-траектории точек С и D.
Так как угол СХОХСХ жесткий (но регулируемый), то, зная
положение точки С', находим одно из положений точки Сх и,
помня о изложенном выше совмещении шатуна CD с плоскостью
Q, делаем засечку радиусом CD на оси аа (рис. 33, ё) и обозначим
ее кх. Затем проектируем точку Сх на плоскость V (на ось аа)
и находим точку Сг. Величина Сх кх будет проекцией шатуна CD
на плоскость V, а дуга, прочерченная в плоскости V из точки
Сх радиусом Схкх, будет траекторией, по которой перемещалась
точка D в плоскости V при совмещении шатуна с плоскостью Q.
118
Следовательно, пересечение дуги радиуса Сг кг с траекторией
точки D (дуга радиусом O.JJ) и даст нам положение точки
при заданном или найденном положении точки Сг. На рис. 33, е
показано и определение положения точки 1)2 по положению точ-
ки Са.
Мы изложили метод засечек для пространственного четырех-
звенника с перемещением двух точек шатуна в перпендикулярных
плоскостях. Этим методом мы можем определить положение лю-
бой точки Dx по положению точки Сх. Из пропорции находим
нужные перемещения ролика 28
с __ с ^30
<за8 — .
Теперь методом обращенного движения легко построить про-
филь второй канавки кулачка. Так как кинематическая цепь,
передающая поперечные движения конусодержателю 26, состоит
из многих звеньев и кинематических пар, все графоаналитические
расчеты надо производить с большой точностью, чтобы общая
погрешность расчета не превышала 3—4%.
При построении профилей капавок кулачка надо учитывать,
что как и для машины, выполняющей сложную зигзагообразную
строчку, относительное движение в горизонтальной плоскости
иглы и полуфабриката допустимо лишь в период нахождения
иглы над полуфабрикатом.
Надежность работы кинематических пар и звеньев механизма
продвижения полуфабриката рассмотренного типа высокая, по-
ломка деталей не наблюдается, срок их службы достаточно про-
должителен. Это объясняется прежде всего тем, что скорость глав-
ного вала таких машин всего 1500 об/мин, а также небольшой
величиной перемещения деталей механизма тканеподачи. Кула-
чок вращается приблизительно со скоростью 36 об/мин (i =
= 42 : 1), поэтому и пары ролик—кулачок работают надежно.
Ответственные размеры деталей этого механизма изготовлены по
третьему классу точности, требования к чистоте обработки также
не очень высокие.
Рассмотрим условия работы фрикционного колеса механизма
продвижения ткани в петельных полуавтоматах. Диск 5 (рис. 34)
получает прерывистое движение против часовой стрелки. Плечо
рычага 4 продвижения поворачивается относительно оси диска,
на которой рычаг 4 посажен свободно, нажимает па конец рычага
3, защемляющего диск. Возникающая реакция КРз4 повертывает
губки рычага 3 моментом RVaaH и между губками и диском воз-
119
никает реактивный момент Б541 (рис. 34, а). Очевидно,
^бз^ —
^бз —
Для того, чтобы произошло защемление, движущая сила должна
быть меньше сил трения губок по диску
2Я53/>7?з,4,
где ] — коэффициент трения губок по диску;
2 — коэффициент, учитывающий трение и на внешней, и
на внутренней цилиндрической образующей диска.
Подставляя значение и производя сокращение, получим,
что для защемления необходимо, чтобы I < 211
Губки рычага 16 при возвратном движении (по часовой стрелке)
должны скользить по ободу диска, чтобы он оставался неподвиж-
ным. очевидно, /Л 5,3/ <,х «8,4
и I > 2hf. Величины Н и h вы-
бирают с учетом обеспечения
указанных неравенств.
Для надежности ставится
дополнительный тормозок 18,
расчет которого аналогичен, но
с учетом пропуска диска 15
(скольжения губок тормозка по
диску) при движении против
часовой стрелки и его задерж-
ки (защемления губок тормозка
на диске) при движении по ча-
совой стрелке.
У машины 10 кл. ПМЗ кон-
струкция рычага 3 и тормозка 1
немного отличается от описан-
ного выше. Скольжение губок
Рис. 34. К расчету фрикционной рычага 3 и тормозка 1 обеспечи-
передачи. вается воздействием легкой пру-
жинки 2 (рис. 34, б).
Пользуясь теми же рассуждениями, что для расчета продви-
жения диска машины 25 кл., можно написать условия защемле-
ния и скольжения губок
йз,4 —р < 2Г?5>з/ (условие защемленйя),
120
где р — усилие пружинки,
^з,4 — р > 2Ль,з/ (условие скольжения) или
+ и />2/(я + 1ГА-).
к Л3,4 Р j \ '‘3,4 Р )
Из полученных неравенств мы можем сделать вывод, что для
облегчения обеспечения указанных неравенств усилие пружинки
.должно быть минимальным. В самом деле, пружинка очень
легкая.
Г л а в а
III. Другие важнейшие механизмы швейных
машин
§ 1. Мехаииамы нитепритягивателя
Задача нитепритягивателя — подать в процессе шитья
нитку соответствующему рабочему органу (игле, петлителю, чел-
ноку) и затем затянуть образуемый стежок. На конструкцию меха-
низма нитепритягивателя оказывают влияние, в первую очередь,
характер и сложность процесса образования строчки. Основные
виды нитепритягивателей можно разделить на две группы.
Первую группу нитепритягивателей широко применяют в ма-
шинах цепного стежка и используют также в некоторых маши-
нах с продольным челноком. Характерной технологической осо-
бенностью этой группы оказывается то, что нитка подается в ос-
новном только одному рабочему органу — игле или петлителю
и притом в сравнительно небольшом количестве. Что же касает-
ся затягивания стежка, то при образовании цепных переплете-
ний этот процесс протекает в основном в период образования
следующего стежка за довольно большой отрезок времени и вы-
полняется не только одним нитепритягивателем, но и другими
рабочими органами (иглой, петлителем, ширителем).
Нитепритягиватели второй группы применяют в машинах чел-
ночного стежка, снабженных челноком-крючком, обводящим пет-
лю нитки иглы вокруг шпульки.
121
В этом случае нитка подается вначале игле, а затем — чел-
ноку и притом в достаточно большом количестве (r= 100 мм).
Имеет значение не только общая величина подаваемой нитке,
но и подача в отдельные интервалы времени в соответствии с по-
треблением этой нитки в данный момент технологического цикла.
Стежок затягивается в основном нитепритягивателем и притом
за очень короткий отрезок времени.
Закон движения нитки при работе нитепритягивателей второй
группы более сложен и к механизму нитепритягивателя предъяв-
ляются большие требования.
Конструкция этого механизма должна обеспечить движение
нити с большой неравномерностью, поскольку подача ее в маши-
нах, снабженных челноком, осуществляется за 0,65—0,75 цикла,
а вывод нитки из челночного устройства и затягивание стежка —
лишь за 0,25—0,35 цикла.
Если нитка подается только игле и затем петлителю (первая
группа), то в ряде случаев трудно даже говорить о паличии в ма-
шине специального механизма нитепритягивателя. Так часто на
игловодителе или рычаге петлителя делается отверстие 1. Нитка,
пропущенная через регулируемый зажим (тормозок), вводится
в ушко 2 (рис. 35, п), а затем заправляется в иглу. При движении
игловодителя, например, вверх нитка подтягивается и сматывает-
ся с катушки через тормозок (регулятор натяжения), а при дви-
жении вниз игле подается свободная нитка, не имеющая натя-
жения (машина 28 кл. ПМЗ, РВМ 2). Количество подаваемой
нитки будет зависеть от величины хода игловодителя, а также от
размещения нитенаправителя I перед ушком и за ним [31. Если
нитенаправитель 5, например, поставить выше, длина ветви нит-
ки 2—3 уменьшится, т. е. уменьшится подача нитки при движе-
нии ушка 2 вниз.
Если нитка должна быть подапа в большем количестве и про-
стым устройством это не может быть обеспечено, применяют
дополнительный рычаг, приводимый обычно в движение деталями
механизма игловодителя. Через отверстие в игловодителе может
быть пропущен подпружиненный рычаг 4 (рис. 35, б). Тогда
величина подаваемой и вытягиваемой нитки будет зависеть не
только от величины хода игловодителя, по и от величины плеча
рычага 4. Такого типа механизм нитепритягивателя применен,
например, в некоторых машинах с продольным челноком. Игло-
водителю этих машин кулачковым механизмом сообщается свое-
образное движение с «приседанием» и выстоем в нижнем положе-
нии. Этим обеспечивается дополнительная подача нитки на рас-
122
ширение петли нитки иглы в момент прохода челнока через нее
и вытягивание петли лишь после того, как челнок полностью про-
вел шпульку через эту петлю.
В некоторых машинах дополнительный рычажок 5 устанавли-
вается на рычаге 6, приводящем в движение игловодитель
(рис. 35, в). Нитка'заправляется в этом случае от регулятора натя-
жения в отверстие О2 рычага 5, затем в отверстие О3 регулируемо-
Рис. 35. Схемы механизмов питеподачи машин цепного стежка.
го кронштейна 8, в отверстие в кронштейне 7 игловодителя и
во второе отверстие О5 кронштейна 8.
Нетрудно понять, что при движении вверх рычага 6 и кронш-
тейна 7 игловодителя длины ветвей О2, O2OS, OSO^ и ОЛО5 со-
кращается, т. е. освобождается значительное количество нитки
и притом не в момент движения иглы вниз, а при движении вверх,
когда петлители обводят петлю вокруг краев сшиваемых тканей.
При подаче небольшого количества нитки и при конструкции
механизма петлителя без передаточных рычагов в некоторых
машинах используется кулачок 10, профиль которого непосред-
ственно действует на нитку (рис. 35, а), подводимую к нему от-
кидным нитенаправителем 11. Кулачок устанавливается на глав-
ном валу .9, проходящем обычно в платформе машины, и распо-
123
лагается в непосредственной близости от петлителя. Профиль
кулачка должен соответствовать закону движения нитки при ее
подаче и при затягивании стежка.
Такого же типа механизм нитепритягивателя может быть уста-
новлен и для нитки иглы. Так, в машине ПМ-1, предназначенной
для выметки петель двухниточными цепными стежками, приме-
нен плоский кулачковый механизм с рычагом 12, выведенным
вверх через рукав машины (рис. 35, д). Для приведения в движе-
ние рычага 12 на главном валу установлен диск 13 с пазом 14,
внутри которого введен ролик (каточек) рычага.
Приведенными примерами мы не исчерпали всего разнообразия
вариантов механизма нитепритягивателя первой группы, но, изу-
чив описанные механизмы, можно сделать следующий общий
вывод.
В машинах цепного переплетения работа нитепритягивателя
по подаче нитки и по ее подтягивашпо сравнительно простая.
Поэтому в таких машинах используют сравнительно простые
нитеводительные устройства. Основная задача при наладке этих
машин в большинстве случаев сводится к тому, чтобы установкой
нитенаправителей и регулировкой натяжения ниток и величины
хода игловодителя или петлителей добиться подачи нитки в строго
определенном количестве, соответствующем расходу ниток на
образование стежка заданных размеров и структуры. В этом слу-
чае очень важно хорошо знать процесс образования стежков
и строчки машиной и понимать зависимость формы и структуры
стежков от различных параметров.
При наладке, например, краеобметочной машины с трехни-
точпым цепным переплетением необходимо хорошо знать, какой
структуры стежок нужно получить, какой толщины стачивается
и обметывается материал и какова будет ширина строчки. При
изменении расхода нитки, заправляемой в ушко иглы, прихо-
дится регулировать величину хода иглы, так как стежок затяги-
вается при движении иглы вниз. При двухниточном обметочном
стежке рекомендуется ход иглы устанавливать больший — 24 мм,
а при трехниточном меньший — 22—23 мм.
При получении бисерной строчки, когда нить иглы должна
быть вытянута до края ткани и расходуется в большем количестве,
рекомендуется при заправке пропускать отверстие в кронштейне
игловодителя.
Для получения стежка не просто краеобметочного, а стачпваю-
ще-обметочного, когда ниткой иглы материалу должны быть
плотно притянуты друг к другу, нужно тщательно подобрать
124
степень натяжения этой нитки. Ход иглы рекомендуется умень-
шить. При этом нужно учитывать работу петлителей и их ниток.
Для петлителей также предусмотрены соответствующие регу-
ляторы.
Изменив величину хода иглы, нужно изменить соответственно
и величину колебаний петлителей, согласовав работу левого пет-
лителя с иглой, правого петлителя — с левым петлителем и сверху
над тканями с иглой. Необходимо также соответственно менять
натяжение этих ниток и величину их подачи.
Среди механизмов нитепритягивателя, относящихся ко второй
группе, следует прежде всего рассмотреть конструкцию рычажно-
кулачкового нитепритягивателя, получившего большое распро-
странение в небыстроходных машинах челночного стежка
(рис. 36, а).
125
На переднем конце главного вала 1 закрепляется барабап 2,
на боковой поверхности которого имеется паз 3 (пространствен-
ный кулачок), в который входит ролик 6 (каточек) рычага 5—
4—6. При вращении главного вала кулачок 3 сообщает точке 6
рычага 5—4—6, расположенного в вертикальной плоскости, коле-
бания в горизонтальном направлении. Плечо 4—5 рычага дви-
жется при этом впиз и вверх. Осью 4 рычага служит шарнирный
винт, ввернутый в корпус машины.
Рычажно-кулачковый механизм нитепритягивателя получил
широкое распространение не только среди бытовых, но и небы-
строходных промышленных машин. Причиной этого нужно счи-
тать то, что при очень простой конструкции механизма можно,
придав пространственному кулачку соответствующую форму,
обеспечить движение ушка 5 и нитки по любому заданному
закону.
Кулачок профилируют после того, как будет построена кри-
вая, характеризующая потребление нитки сначала иглой, а затем
челноком [21 J. График расхода нитки должен быть построен с уче-
том шитья тканей максимальной для данной машины толщины.
Сравнение графиков, характеризующих подачу и потребление
нитки через определенные интервалы времени, показывает, что
в современных достаточно быстроходных машинах челночного
стежка 22 кл. ПМЗ имеется во всех интервалах довольно значи-
тельный резерв подаваемой нитки. Так, к моменту поворота глав-
ного вала на 90° от начальной позиции (от крайнего верхнего по-
ложения иглы) уже создается резерв свободной нитки, равный 5 мм.
Между тем известно, что при работе машины 22 кл. ПМЗ'начало
прокола тканей в зависимости от их толщины относится к мо-
менту поворота вала в среднем на 98—100°. Когда начинается
потребление нитки иглой, т. е. к моменту поворота на 108—110°,
на участке, расположенном над тканями, уже имеется резерв сво-
бодной нитки.
За время, соответствующее повороту вала от 90 до 120°, пода-
ча нитки составляет 13 мм, а потребление — только 8 мм. Общий
резерв при шитье тканей толщиной в 2 мм составляет к этому вре-
мени уже 10 мм. Дальше нарастание резерва продолжается и к по-
вороту на 150° достигает (при тех же условиях) 13 мм, а к пово-
роту на 180°— даже 24 мм. К моменту захвата петли носиком
челнока (210°) резерв увеличивается до 40л/,.и. Дальше при работе
челнока он начинает уменьшаться, но все же к началу движения
ушка нитепритягивателя вверх (310°) остается 14 лип свободной
нитки.
126
Практика использования даже быстроходных машин показы-
вает, что избыток свободной нитки, находящейся на участке,
расположенном поверх ткани, не нарушает работу машины, если
свободная нитка не будет захлестываться за конец иглы. В про-
тивном случае происходит обрыв нитки. Обычно для этого имеются
нитенаправители, а около регулятора натяжения нитки устанав-
ливают пружинный компенсатор, который убирает излишек нитки
во время движения иглы вниз. Регулируя действие пружинки
компенсатора, можно убирать при необходимости не весь резерв
нитки, а только его часть. Очень важно, чтобы действие пружинки
прекращалось после того, как острие иглы входит в ткань. В про-
тивном случае возможен пропуск стежка из-за того, что пружинка
подтягивает нитку вверх в момент образования зазора между
иглой и ниткой.
Когда острие иглы вошло в ткань, излишек нитки на участке,
расположенном над тканью (иногда довольно большой — до
40 мм), не приводит, как показывает практика, к нарушению
работы машины.
При выборе условий подачи нитки нужно помнить, что наи-
более ответственным является момент, когда ушко иглы входит
в ткани и начинает вместе с собой вводить в них нитку. Скорость
иглы в этот момент большая и, если заблаговременно не создать
резерв нитки, достаточный для работы при самой большой (для
данной машины) толщине шва, произойдет обрыв нитки иглой.
Последняя, как известно, воздействует в этот момент на нитку
верхней гранью ушка, имеющей толщину всего лишь 0,3—0,4 мм
(для наиболее ходовых номеров игл).
Важно также, чтобы резерв нитки не был израсходован пол-
ностью в отдельные интервалы времени и игле не нужно было
при движении вниз сматывать нитку с катушки, проводя ее через
регулятор натяжения (тормозок). Поскольку угол обхвата нит-
кой верхней грани ушка иглы составляет в этот момент примерно
180°, будет создаваться значительное натяжение нитки в ушке
иглы, вызывающее обрыв нитки (825 Г при начальном натяжении
в 500 Г и при коэффициенте трения / =0,15).
Закон движения глазка нитепритягивателя в период обвода
верхней нити челноком может быть определен очень точно с уче-
том величины расширения петли челноком и остается неизмен-
ным при использовании тканей разной толщины.
В некоторых машинах конструкцией механизма предусматри-
вается возможность регулирования величины хода нитепритяги-
вателя. В этом случае регулировкой можно добиться уменьшения
127
величины резерва нитки и большего соответствия величины подачи
нитки ее потреблению в процессе образования стежка. Такая
регулировка также может упростить проектирование механизма.
Рычажно-кулачковый нитепритягиватель применяли до тех
пор, пока скорость швейных машин не превышала 1500 стежков
в минуту. Серьезным недостатком этого механизма явился бы-
стрый. износ ролика рычага и паза кулачка при повышении ско-
рости машин. Исследованиями установлено, что при 2000 об/мин
главного вала машины 1 кл. ПМЗ максимальное давление ролика
на стенку паза составляет [41 — 167 кГ/см2, а коэффициент на-
гревания 43 кГ/см2 -м/сек, что намного превышает допустимую
величину в 15 кГ/см2 м/сек.
Стремление улучшить эксплуатационные показатели механиз-
ма привело к созданию нитепритягивателя кулисно-стержневой
структуры. Колеблющийся на оси рычаг оставили, кулачок заме-
нили другой деталью. Такой Деталью может быть, например
(рис. 36, б), кривошип 2 вращающего вала 1, если на его палец
надеть ползун 7, помещенный на плече 4—5 рычага (кулисы) ните-
притягивателя. Тогда при вращении вала 1 и кривошипа 2 рычаг
(кулиса) получает колебательные движения. Поскольку величина
плеча 4—5 при движении по нему ползуна 7 изменяется, ско-
рость движения вверх ушка 6 нитепритягивателя при указанном
на рисунке направлении вращения кривошипа значительно боль-
ше, чем при движении вниз. Величина пути ушка нитепритяги-
вателя и его скорость в различные интервалы времени зависят
от соотношения размеров звеньев, а также от их взаимного рас-
положения.
В целях конструктивного сочетания механизма иглы и ните-
притягивателя был создан механизм, обеспечивающий взаимодей-
ствие этих рабочих органов и получивший широкое распростра-
нение. В этом механизме движение рычагу 4—5—6 (рис. 36, в)
сообщает не кривошип 2 главного вала 1, а шатун 8 игловодителя,
снабженный третьей головкой, внутрь которой вкладывается
шпилька ползуна 7. Как и в предыдущем случае, соотношением
размеров звеньев и их взаимным размещением можно добиться
подачи нитки нитепритягивателем в нужном количестве и обеспе-
чить заданный закон движения.
Практика использования показывает, что механизм кулисно-
стержневой структуры может с успехом использоваться в быстро-
ходных машинах (Б-1 — 3500 об/мин-, 252 и 262 кл. ПМЗ —
4000 об/мин). Исследования показывают, что максимальные инер-
ционные давления кулисы на камень при скорости порядка
128
3000 об/мин сравнительно невелики. Так, в машине Б-1 при
2000 об/мин они составляют лишь 2,5 кГ, а при 3500 об/мин воз-
растают до 4,5 кГ.
Недостатком кулисно-стержневого нитепритягивателя нужно
считать то, что при движении ушка нитепритягивателя по дуге
неизбежно наличие минимум двух положений, когда скорость
ушка снижается до нуля. Поэтому наряду с кулисно-стержневым
питепритягивателем получил очень широкое (преимущественное)
применение механизм шарнирно-стержневой структуры (рис. 36, г).
В его основе лежит использование шатунной замкнутой кривой,
показанной на рисунке. При вращении кривошипа 2 главного
вала 1 шатун 5—4 сообщает колебания соединительному звену
9 вокруг шарнира 10 (шарнирный четырехзвенник). При этом
различные точки шатуна 4—5 описывают различные кривые,
получившие название шатунных кривых. Конструируя к шатуну
пристройки различных размеров и под различными углами, мы
можем значительно разнообразить семейство кривых. Кривая,
характеризующая путь ушка нитепритягивателя 6 и является
одной из шатунных кривых, полученной использованием допол-
нительного отростка 5—6, расположенного под определенным уг-
лом I? шатуну.
При проектировании такого механизма необходимо подобрать
шатунную кривую, при которой закон движения ушка нитепри-
тягивателя и подачи им нитки соответствовал бы закону ее по-
требления с учетом указанных выше допущений, касающихся
резерва нитки. Можно использовать и приближенные методы син-
теза таких механизмов [41.
Траектории и величины пути различных точек механизма
можно определить методом засечек. Методика исследования оста-
ется при этом такой же, как и при расчете механизма иглы.
Основные детали механизмов нитепритягивателя (рычажно-
кулачкового, шарнирно-стержневого и кулисно-стержневого) дви-
жутся неравномерно. Достаточно сказать, что скорость ушка-
нитепритягивателя при движении вверх в 10 и более раз превы-
шает скорость движения вниз. Инерционные нагрузки, возникаю-
щие из-за этого, создают большие давления в шарнирах, увеличи-
ваются силы трения и повышается износ деталей. Особенно это
сказывается при использовании машин с высокими скоростями
главного вала порядка 4000—5000 об /мин, так как величина
удельной работы трения пропорциональна кубу скорости и возра-
стает почти в пять раз при увеличении числа оборотов с 3000
до 5000. В быстроходных машинах поэтому стали применять
9 2187
129
вращающиеся питепритягиватели. В некоторых машинах исполь-
зовали неравномерно вращающиеся иитепритягиватели, но они
не позволяли избежать вышеописанных недостатков.
В последнее время достаточно широкое применение получили
равномерно вращающиеся иитепритягиватели, непосредственно со-
единенные с главным валом машины. Такой нитепритягиватель
(рис. 37) является обычно своеобразным вращающимся кулачком,
закрепленным на главном валу, который при равномерном вра-
щении обеспечивает движение нитки с неравномерностью, которая
соответствует обычному закону подачи и потребления нитки.
Однако в этом случае не обеспечивается равномерная подача
и вытягивание нитки. При работе машин, имеющих центрально-
шпульный равномерно вращающийся челнок с передачей 14-2,
необходима по условиям работы иглы и челнока медленная подача
нитки к ним и очень быстрый вывод петли верхней нитки из чел-
ночного устройства и затягивание стежка.
Равномерно вращающийся нитепритягиватель в основном при-
меняют для замены неравномерно движущихся звеньев механиз-
мов прежних конструкций равномерно вращающимися уравнове-
шенными в динамическом отношении деталями нового механизма.
Нитепритягиватель обеспечивает соответствие закона подачи нитки
с законом ее потребления и значительно уменьшает резерв свобод-
ной нити.
Основная трудность проектирования механизма такого вида —
это отработка формы кулачка. Что же касается передачи движе-
ния кулачку, то его можно осуществить с помощью очень простого
устройства.
Так, в машине 97 кл. ПМЗ нитепритягиватель состоит из сле-
дующих деталей. Палец 5 кривошипа 6 (рис. 37, а) проходит через
верхнюю головку шатуна, и к его концу двумя винтами посред-
ством пластинки 4 прикрепляется диск 2. К последнему через
прокладку 3 тремя винтами прикрепляется крючок 1. При вра-
щении кривошипа вращается и крючок 1. Для безопасности вра-
щающийся крючок закрывают откидной решеткой, шарнирно
присоединенной к особому кронштейну, установленному па фрон-
товой доске. Нитка из регулятора натяжения заводится за крючок
компенсационной пружинки, а затем здесь же за два нитенаправи-
теля с левой стороны от центра кулачка. После этого нитку наки-
дывают на крючок (рис. 37, б), заводят еще в два нитенаправителя,
расположенных снизу фронтовой доски с правой стороны от
центра кулачка, и затем заправляют в ушко игды. При вращении
крючка размер петли нитки, наброшенной на крючок, то умень-
130
шается (рис. 37, в) при подаче нитки игле, а затем челноку, то
увеличивается при выводе нитки из челночного устройства и затя-
гивании стежка (рис. 37, г). Вращающийся крючок 1 совместно
с нитенаправителями заставляет нитку принимать различные по-
ложения, придавая накинутой на крючок петле разные формы
Рис. 37. Схема механизма
равномерно вращающегося
нитепритягивателя.
и размеры. Последнее и послужило причиной того, что вращаю-
щемуся крючку 1 дали наименование кулачок.
Хотя механизмы подачи и затяжки нити с пространственным
кулачком сейчас применяют только в машинах с небольшим чи-
слом оборотов, расчет и построение профиля таких кулачков
в книге рассматриваются, так как кулачки используют и будут
использовать в многооперационных полуавтоматах.
9*
131
На рис. 38, а показана конструктивная схема кулачкового
нитепритягивателя. Механизм пространственный: все точки ры-
чага 5—4—6 (см. рис. 36) перемещаются в вертикальной пло-
скости, параллельной главному валу, а все точки барабана 2—
в плоскости, перпендикулярной главному валу. Для графиче-
ского исследования механизма в плоскости заменим этот про-
странственный механизм плоским эквивалентным по кинематиче-
скому воздействию на рычаг 5—4—6. Для этого развернем ци-
линдрическую поверхность барабана 2 на плоскость (рис. 38, б).
Рис. 38. Проектирование профиля кулачка нитепритягивателя.
Длина развертки L = nD5. Если теперь мы заменим вращатель-
ное движение кулачка 2 поступательным со скоростью v = —- и
скорость v развертки кулачка направим в соответствии с направ-
лением вращения кулачка, тогда точки В и F рычага 5—4—6
получат такие же перемещения, как и при вращении кулачка 2.
Перед нами могут стоять две задачи: спроектировать кулачок
(построить его профиль) по заданным перемещениям точки В или F
[sB — Sf или проанализировать работу имеющегося меха-
\ Аг /
низма — найти перемещения точки В, а следовательно, и F по
заданному профилю кулачка и размерам звеньев механизма.
Начнем с более сложной для решения первой задачи. По кон-
структивным соображениям, учитывая назначение и общие габа-
риты машины, выбираем размеры звеньев механизма. Чем больше
AF
мы возьмем отношение , тем меньше будет путь точки В (при
заданном перемещении точки F), тем лучше будут динамические
показатели пары кулачок — ролик (величины скорости сколь-
жения ролика в пазу кулачка, углы давления), но тем выше будет
132
кинематическая чувствительность и тем выше будут требования
к точности изготовления профиля кулачка. Обычно — берут
от 1,2 до 1,5 (при проектировании пространственных кулачков
для других машин, где иные требования к точности перемещения
точки F, иные скорости вала О, отношение может быть иным).
Затем выбираем диаметр барабана — £>б (при этом также руковод-
ствуемся размерами рукава машины и т. д.). Чем больше Dr„
тем лучше углы давления, но тем больше относительная скорость
ролика в пазу кулачка, тем больше износ стенок паза. Обычно
D «= 40 мм (для нитепритягивателя).
Для проектирования вычерчиваем развертку барабана длиной
л£>б и шириной Sb (точнее максимальной проекцией SB на пря-
мую) и па оси симметрии вдоль развертки барабана (рис. 38) раз-
мещаем ось А. Затем проводим траектории точек В и F (дуги ра-
диусами АВ и Л/1), причем траекторию точки В располагаем так,
чтобы ось симметрии развертки кулачка делила ее пополам и раз-
мечаем положения точки F и В по заданному закону движения
точки F.
В нашем случае мы должны руководствоваться графиком по-
дачи нити для иглы, затем челнока или петлителя (об этом гра-
фике мы говорили выше). Теперь через все точки, определяющие
положения точки В на ее траектории проводим линии W, Ь2Ъ2
ит. д., параллельно оси симметрии А А. Используем метод обра-
щенного движения, вместо перемещений развертки барабана на-
‘П'^б^К е'
лево со скоростью и = ——- будем перемещать в обратном
направлении опору А с той же скоростью v. Найдем исходное
положение точки А (Ло), оно будет находиться на оси А А на рас-
стоянии АВ от точки Во, и откладываем перемещения точки А
ГТУ ЛВкПк
в обращенном движении. Так как v = —— = const и мы раз-
делили проекцию точки В (F) на 12 положений, то, очевидно, за
время точка А в обращенном движении переместится на вели-
чину (а за время на nD6 — длину развертки барабана).
Отложим 12 положений точки А — Ав, Alt А2, , А12 и из каждо-
го положения точки А делаем радиусом АВ засечку на соответ-
ствующей прямой, параллельной оси АА (bt br-, Ъ2 Ъ2 и т. д.).
Очевидно, полученные засечками точки и будут точками теоре-
133
тического профиля кулачка, обеспечивающего заданное переме-
щение точки В. В самом деле для того, чтобы точка В находилась
в положении, скажем, центр ролика должен находиться на рас-
стоянии 1Г от оси АА, т. е. на оси bt bv
Вторую задачу решить проще. Тогда у нас на чертеже
будет траектория точки В и развертка кулачка с осевой линией
канавки. Надо найти положения точки В. Делим развертку ку-
лачка вертикальными линиями на 12 равных частей, так как
и — const. Точки пересечения вертикальных линий с осевой ли-
нией канавки проектируем на траекторию точки В, пересечения
дадут положения точки В (Bt, В2, В]2). Угол давления между
нормалью и касательной к осевой линии канавки и скоростью
точки находится построением (на рис. 38 а и б показан угол у и ул,
желательно, чтобы у„ <50°).
Так как механизм пространственный, то для кинетостатиче-
ского расчета проще пользоваться методом диаграмм. Построив
s V А г, с -
кривые — , — и — для точек В и найдем скорость и танген-
циальное ускорение точки Sr (vS1 и ag), направление их будет
перпендикулярным ABL и определено по знаку на диаграмме.
Нормальное ускорение можно вычислить по формуле as =
vs
— (направление от S к А). Сложив их геометрически
(«s, + «s, = as), находим полное ускорение точки 5 и, умножив
его на массу первого звена, находим силу инерций РИ1 — — т^ав,.
Затем определяем или центр качания первого звена кг или Момент
tZ TJ
силы инерции Ма, = — Is fils, • Теперь можно строить план
Ала
сил
/?oi Н- ^,4* Л 4- B2i —
где N — сила натяжения нити (сила N будет воздействовать на
рычаг нитепритягивателя только в период затяжки нити).
Из уравнения моментов относительно точки А находим вели-
чину /?21 (направлена эта реакция по нормали к канавке кулачка),
а из плана сил — реакцию й01. Заранее можно сказать, что кине-
матическая пара в точке А будет работать надежно, благодаря
малой скорости скольжения в паре и возможности дать ее деталям
достаточные размеры. А кинематические пары в точке В могут
быть ненадежными.
134
nd
~ 7 и если ng = 1500 об/мин, то
рость скольжения в шарнире
ndfifiL пкЬ
За один оборот вала О ролик сделает оборотов больше в
раз (L — длина осевой линии канавки, L ad — диаметр
ролика. Тогда число оборотов ролика
L
=
пр = 10 500 об/мин, а ско-
__л®бпб
Р°тн ~ 60nd — “60” 60
(не зависит от величины диаметра шарнира — оси ролика).
Расчет оси ролика на нагревание и пары ролик — кулачок на
контактные напряжения показывает, что при ng > 1500 об/мин та-
кой нитепритягиватель не может работать надежно. Вот почему
в современных быстроходных швейных машинах такие нитепри-
тягиватели не применяют. Сейчас их используют только для тяже-
лых машин, с небольшим числом оборотов (например, 23 кл.).
Однако при малых скоростях пространственные кулачковые
механизмы работают вполне надежно и их довольно широко при-
меняют, например, в швейных многопозиционных полуавтоматах.
Методы проектирования других типов нитепритягивателей за
недостатком места мы приводить не будем, так как требования
к точности подачи нитки очень невысоки. Укажем лишь, что шар-
нирно-стержневой (величина подачи нити определяется подбором
шатунной кривой) и кулачковый механизмы (типа машины 97 кл.)
подбирают при помощи модели механизма. Для расчета и про-
ектирования кулисного нитепритягивателя есть методы теорети-
ческого синтеза, изложенные в литературе [4].
Расчеты кинетостатические и на работоспособность ведутся
ранее изложенными методами.
§ 2. Механизм челнока
Челноки по принципу действия разделяются в основном
на два вида: продольные челноки, проводящие свою шпульку
через петлю нитки, проведенную иглой сквозь материалы и чел-
ноки-крючки, обводящие петлю нитки иглы вокруг шпульки.
Продольные челноки, имеющие форму челнока ткацкого стан-
ка, совершают возвратно-поступательные движения либо по пря-
135
мой линии, либо по дуге большого радиуса кривизны. В том и дру-
гом случае величина пути определяется длиной самого челнока
и обычно составляет 60—70 мм. Механизм таких челноков обычно
прост по устройству, так как он должен преобразовывать враща-
тельное движение главного вала машины или в прямолинейные
возвратно-поступательные движения по направляющим карет-
ки, внутри которой свободно лежит челнок, или же — в возврат-
но-поворотные движения рычага, на котором укреплена каретка
челнока.
В обоих случаях используют механизм для преобразования
движений. В одних машинах для этого применяют обычный кри-
вошипно-шатунный механизм, в других — кулачковый.
Основным недостатком механизма нужно считать то, что из-
за неравномерных движений челнока с нулевыми (по скорости)
положениями в крайних точках инерционные нагрузки в звеньях
механизма при большой скорости становятся значительными. Это
вызывает быстрый износ деталей механизма. Положение усугуб-
ляется еще и тем, что челнок находится в свободном состоянии
внутри своей каретки и потому возникают в крайних точках
пути удары как челнока по каретке, так и каретки по челноку.
Износ ускоряет дальнейшее разрушение механизма и приводит
к нарушению точности работы челнока, а значит, и к неполадкам
в работе машины.
Обычно машины с челноком этого типа работают с примене-
нием ручного или ножного привода и число оборотов главного
вала машины не превышает 500—700 в минуту.
Челноки-крючки совершают либо возвратно-поворотные дви-
жения вокруг шпульки (колеблющиеся челноки), либо непрерыв-
ные вращательные движения (ротационные челноки).
В первом случае ободок челнока-крючка располагается внутри
направляющих чугунной обоймы, прикрепляемой к платформе
машины. Внутрь челнока вкладывается шпулька, запираемая
просто защелкой или шпульным колпачком. Приводится в дви-
жение челнок бойками двигателя, имеющего форму рогульки
и закрепленного на конце челночного вала. Бойки двигателя чел-
нока входят также внутрь обоймы и располагаются с зазором
(для прохода нитки) против площадок на тупом конце челнока
и основания его носика.
Детально особенности конструкции челнока и его взаимодей-
ствие с ниткой рассматривают в курсе «Технологии одежды»,
а потому здесь во избежание1 повторений мы на этом не останавли-
ваемся.
136
Угол поворота челнока, как известно, во всех случаях превы-
шает 180°, потому механизм челнока должен не просто преобразо-
вать вращательные движения главного вала в возвратно-поворот-
ные движения челночного вала, но и обеспечить поворот челнока
па такой угол. Механизм челнока является обычно кривошипно-
шатунным, но в него встраивается устройство, которое позволило
бы челночному валу при повороте главного вала на 180° по-
вернуться на больший угол. Обычно для этой дели используют
Рис. 39. Схемы механизмов колеблющегося челнока.
качающуюся кулису, ось которой смещена относительно оси чел-
ночного вала. В этом случае типовая схема механизма челнока
выглядит так: при вращении главного вала 1 (рис. 39, а и в) его
колено 2 (кривошип) посредством шатуна 3 сообщает возвратно-
поворотные движения кулисе 4—5—6, поворачивая ее на оси 5
на угол меньше 180° (обычно «г 100°).
В пазу кулисы находится ползун 7, надетый на палец коро-
мысла 8 челночного вала 9. При колебаниях кулисы колеблется
и челночный вал, но поскольку ось кулисы 5 и челночный вал 9
смещены относительно друг друга, углы их поворота разные.
Из рисунка (рис. 39, б) видно, что при повороте кулисы на угол,
меньший 180°, челночный вал поворачивается на угол, больший
180°.
Подбором размеров звеньев и их расположения относительно
друг друга можно сообщить челночному валу, а значит, и чел-
ноку, колебания на заданный угол.
В ряде машин палец коромысла 8 снабжается эксцентрически
расположенной цапфой. Ослабив крепление и поворачивая палец,
137
мы можем изменять величину плеча коромысла 8, а вместе с этим
и величину угла поворота челнока, что необходимо при наладке
машины.
Так, при условии задержки в образовании нормального зазора
между иглой и ниткой мы должны, ослабив крепление двигателя
челнока 10 на челночном валу 9 (рис. 39, а), повернуть двигатель
так, чтобы носик челнока в начальной позиции дальше отстоял
от линии иглы и подходил к ней позже. Ясно, что в этом случае
нужно увеличить угол поворота челнока, чтобы последний осно-
ванием носика заводил петлю верхней нитки за середину шпульки
при окончании движения в рабочем направлении.
Исследования [4, 5, 22] показывают, что детали механизма
челнока работают в сравнительно тяжелых условиях из-за не-
равномерных возвратно-поворотных движений, нулевых (по ско-
рости) положений в крайних точках, ударов бойков двигателя
по челноку, значительного давления обода челнока на стенки
обоймы и др. В наиболее неблагоприятных условиях работает
головка шатуна на колене главного вала, где при 2500 об/мин
наибольшее усилие (машина 4 кл. ПМЗ) составляет Р = 117 кГ,
удельное давление р = 100 кГ/см?, а коэффициент нагревания
К — 119 кГ/см2 . м/сек. Четыре раза за один оборот главного
вала изменяется знак нагрузки.
Машины с таким челноком небыстроходны, и наиболее совер-
шенная из них — машина 4 кл. ПМЗ — работает согласно ката-
логу завода при 2200 об/мин главного вала. Даже при такой сравни-
тельно небольшой скорости механизм челнока оказывается наи-
более уязвимым и слабым участком. При испытании машины
4 кл. ПМЗ на износ [5] зазор между ползуном, например, и кули-
сой через 300 ч работы (п — 2500 об/мин) достиг 0,035 мм, а после
450 ч — 0,04 мм, что превышает допускаемый зазор по второму
классу точности и почти достигает допускаемой величины зазора
по третьему классу точности. Еще быстрей изнашивается головка
шатуна и цапфа колена вала. Здесь после 150 ч работы зазор уве-
личивается на 0,1 мм, а после 450 ч достигает 0,22 мм.
В типовой схеме механизма челнока могут быть отдельные
конструктивные изменения. Так, в зигзаг машине, снабженной
колеблющимся челноком-крючком, из-за изменения расположе-
ния челнока и его обоймы (вдоль платформы машины) конструк-
ция механизма несколько усложняется, но принципиально оста-
ется той же (рис. 39, в).
Непрерывно вращающиеся челноки по характеру движения
делятся на равномерно и неравномерно вращающиеся.
138
Равномерно вращающиеся челноки совершают один, два
и три оборота за оборот главного вала.
Во всех случаях челнок с непрерывным вращательным движе-
нием закрепляется на челночном валу и в этом случае, как изве-
стно, петля нитки иглы обводится не вокруг челнока, а вокруг
шпуледержателя, свободно лежащего внутри челнока.
Конструкция челнока-крючка и деталей, сопряженных с ним
(челночного комплекта), значительно сложнее конструкции колеб-
лющегося челнока-крючка, но механизм передачи равномерного
вращения оказывается более простым. Так, при использовании
равномерно вращающегося челнока с 1=1:1 и при расположе-
нии главного вала в платформе машины передаточные детали
могут вовсе отсутствовать, а челнок просто закрепляется на конце
главного вала (первая машина Вильсона). Чаще же движение
челноку передается деталями для передачи вращения без сколь-
жения. При этом используется как зубчатая передача, так и цеп-
ная. В первом случае, если главный вал 1 расположен в рукаве
машины, используются две пары 2, 3 и 5, 6 конических зубчатых
колес (рис. 40, а) и вертикальный передаточный вал 4 и требуе-
мое передаточное отношение для сообщения челночному валу 7
двух или трех оборотов обеспечивается соотношением числа зубьев.
Для бесшумной работы и уменьшения износа зубчатые колеса
обычно помещают в картерах с густой смазкой.
Вместо конических зубчатых колес в отдельных машинах ис-
пользуют винтовые зубчатые колеса. Иногда также применяют
зубчатые колеса из пластмассы.
Возможна замена вертикального передаточного вала тремя
цилиндрическими зубчатыми колесами (рис. 40, б), но среднее из
них должно быть достаточно большого диаметра. При цепной
передаче па главном 1 и на челночном 7 валах (рис. 40, в) устанав-
ливаются звездочки 8 и 9 соответствующих диаметров. Обычно
это барабаны с пазами на боковой поверхности. Звездочки соеди-
няются цепью 10, которая часто представляет собой гибкую тек-
стильную замкнутую ленту с закрепленными на ней поперечными
металлическими скобками. Скобки ленты входят в пазы звездочек
и тем исключается скольжепие цепи. В последнее время в ряде
машин используют цепь-ремень из прорезиненного корда с осно-
вой из нескольких рядов тонких стальных тросиков. На внутрен-
ней стороне цепи-ремня имеются трапециевидные выступы-зубья,
которые входят внутрь пазов звездочек.
Цепная передача бесшумная, она получила в быстроход-
ных швейных машинах применение не меньшее, чем зубча-
139
тая. Очень важно, чтобы в процессе эксплуатации машины не
вытягивалась цепь. В противном случае челночный вал будет
иметь люфт в пределах слабины цепи, положение челнока не будет
строго определенным, а это будет вызывать пропуски стежков
и поломку иглы. Зубчатая передача в этом отношении более на-
дежна особенно при хорошей смазке зубчатых колес.
Рис. 40. Схемы передачи движения равномерно вращающемуся челноку.
Имеется значительное число вариантов механизма челнока,
отличных от типовых схем.
Так, в быстроходной машине 97 кл. ПМЗ (п = 5000 об/мин)
применена комбинированная передача движения челноку. Вна-
чале посредством цепной передачи (i = 1 : 1) вращение от глав-
ного вала сообщается передаточному, расположенному под плат-
формой машины. На переднем конце передаточного вала распо-
лагается большое зубчатое колесо, с которым находится в зацеп-
лении (внутреннем) малое зубчатое колесо (г = 1 : 2) челночного
валика.
На передаточном валу, совершающем один оборот за каждый
оборот главного вала, закрепляются эксцентрики, сообщающие
140
движение поднимающему и продвигающему валам. Таким образом,
с удвоенным числом оборотов вращается только челночный валик.
Остальные же детали механизма движутся со скоростью главного
вала. Это следует считать целесообразным и, кроме того, такое
устройство позволяет улучшить конструкцию механизма двига-
теля ткани, о чем говорилось ранее.
В двухигольной машине 252 кл. ПМЗ применены два равно-
мерно вращающихся центрально-шпульных челнока (г = 1 : 2),
расположенных горизонтально — 11 (рис. 40, г). Челноки смон-
тированы на шарикоподшипниках, корпусы челночных устройств
закреплены в платформе машины так, что можно устанавливать
челноки ближе и дальше друг относительно друга в направлении
вдоль платформы. Этим обеспечивается возможность получения
после установки соответствующего иглодержателя и должной
регулировки положения челноков, параллельных строчек с раз-
личным расстоянием между ними 3, 5, 6, 8 и 10 мм.
Движение коротким челночным валикам 12 (рис. 40, г) пере-
дается вначале цепью 10, для чего на главном 1 и передаточном
7 валах установлены звездочки-барабаны 8 и 9 с i = l :1. Ци-
линдрическими зубчатыми колесами 13, установленными на пере-
даточном валу 7, вращение передается (г = 1 : 2) зубчатым коле-
сам 14 челночных валиков.
В данном варианте механизма использованы и цепная, и зуб-
чатая передачи. Горизонтальное расположение челноков заста-
вило расположить челночные валики вертикально, применить
дополнительный передаточный вал и две пары цилиндрических
зубчатых колес.
Механизмы равномерно вращающихся челноков при исполь-
зовании цепных и зубчатых передач обычно работают в благо-
приятных условиях, так как равномерное вращение уравновешен-
ных масс даже с очень большой скоростью не вызывает значитель-
ных нагрузок в механизме.
Основной причиной износа деталей является в этом случае
трение в парах, потому в быстроходных машинах применяют
подшипники качения, устройства для централизованной смазки,
заключают зубчатые колеса в картеры с густой смазкой и т. д.
Практика эксплуатации машин типа 22 кл. ПМЗ показывает,
что детали челночного устройства имеют достаточно продолжи-
тельный срок службы. Нормами расхода деталей в год предусмат-
ривается [281 на одну машину 22 кл. ПМЗ при работе в одну смену,
единиц: 0,15 для втулок вертикального передаточного вала, 0,1
для передней втулки челночного вала и 0,2 для задней втулки,
141
0,15 для вертикального вала, 0,05 для челночного вала, 0,15 для
нижней шестерни вертикального вала и 0,10 для верхней. Наи-
больший расход деталей падает, что вполне естественно, на чел-
нок-крючок (1,25) и шпуледержатель (1,5).
Неравномерно вращающиеся челноки получили очень неболь-
шое применение, так как их конструкция сложная и из-за нерав-
номерного хода челнока и деталей увеличиваются инерционные
нагрузки на детали и кинематические пары механизма. Скорость
движения неравномерно
вращающемуся челноку. б
вращения главного вала машин с таким челноком обычно не пре-
вышает 3000 об/мин.
Ускоренное движение носика челнока в момент захвата петли
иглы обеспечивает захват петли при увеличенном шаге иглы по
горизонтали. Такие конструкции челноков применяют для полу-
автоматов некоторых видов, в которых используют сочетание
перемещений иглы в горизонтальной плоскости с перемещением
полуфабриката (по типу машины 27 и 75 кл.).
Для обеспечения неравномерного движения челнока в меха-
низме, приводящем его в движение, применяют ускоритель. На
рис. 41, а, б показана кинематическая схема ускорителя челнока.
Вал А получает равномерное вращательное движение от главного
вала машины (сод = const). Вал D также должен получить вра-
щательное движение. По известной теореме Грасгофа это возмож-
но, когда сумма длин наименьшего и наибольшего звеньев меха-
низма меньше суммы длин двух остальных и наименьшее звено
142
является стойкой, т. е.
AD + ВС < АВ + CD- AD + CD < АВ + ВС-,
AD < АВ, AD < ВС, AD < CD.
Теоретически оба звена АВ и CD будут кривошипами и при
условии AD + ВС = АВ + CD, но в этом случае механизм по-
лучается с очень высокой кинематической чувствительностью.
Даже небольшой износ может привести к заклиниванию, i не
говоря о повышенных требованиях к точности изготовления.
На рис. 41, б методом засечек размечены траектории точек В
и С. (Осс =/= const, причем максимальное значение скорости точки
С больше минимального в несколько раз. На рис. 41, б показаны
не скорости, а перемещения, по за равные интервалы времени
г?". тпях qCvc п^зх
и потому -------= :-------------------. Отношение -------- зависит от разме-
не min Д/С«С5 рСгшп
,, VC max
ров звеньев. При проектировании желательное отношение —-----
rCmin
обычно достигается подбором размеров звеньев.
У челноков, вращающихся с постоянной угловой скоростью
равнодействующая сил инерции равна нулю, так как центр тя-
жести звена располагают на оси вращения. При передаче вра-
щения челночному валу от главного при помощи промежуточного
(чаще вертикального) валика и двух пар конических шестерен
имеют место вибрационные нагрузки, они практически мало вли-
яют на надежность работы механизма и износ его деталей. При
использовании литых резиновых ремней, армированных стальной
проволокой, вибрационные нагрузки меньше, так как они демп-
фируются ремнем.
Кинематический и кинетостатический анализ механизмов ко-
леблющихся челноков ничего специфического не имеет и произ-
водится ранее изложенными методами.
Расчет нагрузок (реакций) на рожки двигателя ткани (машины
4 кл.) выполняется по тангенциальной составляющей силы инер-
ции, а давления челнока на корпус хода челнока — по нормаль-
ной составляющей.
й 3.Механизм петлителей
Петлители машин, образующих стежки цепного пере-
плетения, делятся на петлители без нитки для образования одно-
ниточного цепного переплетения и петлители с ниткой для много-
ниточного цепного переплетения (чаще двухниточного).
143
Ио характеру движения петлители могут быть разделены на
вращающиеся, колеблющиеся в плоскости, совершающие слож-
ные пространственные движения. Вращающимися могут быть пет-
лители только при однониточном цепном переплетении. В конструк-
ции их механизмов много общего с конструкцией механизма вра-
щающегося челнока.
Поскольку в машинах цепного стежка главный вал преимуще-
ственно расположен в платформе машины, возможно применение
механизма с наименьшим числом передаточных деталей. При рав-
номерном вращении петлитель можно закреплять просто на конце
главного вала (машина 28 кл. ПМЗ), так как петлитель совершает
один оборот за один оборот главного вала (г = 1 : 1). При нерав-
номерном вращении в этот механизм встраивается ускоритель
соответствующего типа (см. стр. 142).
Петлители, колеблющиеся в плоскости, применяют как при
однониточном, так и многониточном переплетении. Только лишь
в старой выметочной машине РМЗ МГУЛП (55 кл. Зипгера) кон-
струкция механизма такого петлителя сложная, так как в этих
механизмах использована схема механизма колеблющегося чел-
нока с кривошипно-шатунным механизмом, валом челнока (пет-
лителя) и кулисой. В других же случаях механизм такого петли-
теля значительно проще.
Обычно кулачковым, эксцентриковым или кривошипно-шатун-
ным механизмом вращательные движения вала преобразуются
в возвратно-поворотные движения рычага, на конце которого
закреплен петлитель. Петлитель на рычаге обычно крепится так,
чтобы можно было для целей регулировки изменять положение
петлителя. Размеры, форма и положение петлителя, величина его
пути, закон движения, продолжительность выстоев — все это
определяется технологическими требованиями, регламентирую-
щими ход процесса образования стежка или строчки.
Во многих случаях (выметочная машина РМЗ, машины для
выметки петель ШМ-17, 29 кл. ПМЗ и др.) петлители применяют
в паре с ширителями (петледержателями). Последние служат
для расширения петли, подведенной под иглу, и удержания ее
в определенном положении до тех пор, пока игла после нового
прокола материалов не попадает в нее. Применение ширителей
обеспечивает стабильность размеров и формы петли, уменьшает
путь петлителя, упрощает его форму, делает механизм более ком-
пактным.
Если ширитель неподвижен и представляет собою просто крю-
чок соответствующей формы, закрепленный в корпусе машины на
144
пути движения петлителя, то в механизме не появляются при
этом дополнительные передаточные детали. Если же ширитель
получает простые колебательные движения в плоскости на сравни-
тельно небольшую величину, то применяют дополнительные де-
тали.
Конструкция механизма петлителя, совершающего плоское
возвратно-поворотное движение, оказывается в большинстве слу-
чаев достаточно простой. Величина перемещений и скорости дви-
жения исполнительных органов и передаточных деталей полу-
чаются сравнительно небольшими. В силу этого механизмы рабо-
тают в благоприятных условиях в отношении кинематики и дина-
мики. Практика эксплуатации и расчеты по ряду машин подтвер-
ждают это.
Основное внимание нужно обратить па процесс взаимодействия
рабочих органов машины. Для этого нужно иметь точное пред-
ставление о размерах, форме петлителя (петледержателя), величине
и характере его движения, взаимодействии с ниткой и другими
рабочими органами машины, о взаиморасположении их.
В ряде случаев применяют не один петлитель, а два (краеобме-
точные машины 51 кл. ПМЗ, машины для выметки петель ШМ-17,
ПМ-1). Если их устанавливают на одном рычаге, то особого услож-
нения конструкции механизма в этом случае нет (машипа ШМ-17).
Если же для каждого петлителя (с ниткой или без нее) исполь-
зуют отдельный рычаг, то для обеспечения взаимодействия петли-
телей друг с другом и иглой движения обоим рычагам обычно
сообщаются деталями одного механизма. Конструкция механизма
и в этом случае остается простой и не претерпевает больших из-
менений.
На рис. 42 даны для примера схемы передачи движения пет-
лителям краеобметочной машины 51 кл. и машины 204 кл. для
выметки петель. Разберем принцип передачи движения петли-
телям. В одном случае (рис. 42) вращательные движения главного
вала ,4 преобразуются в возвратно-поворотные движения рычагов
петлителей кривошипом 1 и шатуном 11, а во втором (рис. 42, б) —
трехцентровым кулачком 12, закрепленным на главном валу 4
и действующим на вилку 17.
Причины различия заключаются в том, что петлители машины
204 кл. ПМЗ для выметки петель однониточными цепными стеж-
ками должны совершать незначительные по величине движения
с продолжительными выстоями. Цикл движений их завершается
за два стежка. Петлители (без нитки) взаимодействуют только
с иглой, а не друг с другом. Левый петлитель переносит петлю
10 2187
145
иглы поперек кромки петли влево, подставляет ее под второй про-
кол иглы и должен иметь выстой до тех пор, пока игла при вто-
ром проколе не войдет в петлю. Правый же петлитель начинает свою
работу после второго прокола — он захватывает новую петлю
иглы и переносит ее вправо, подставляя под прокол иглы. По-
скольку ширина кромки не превышает 2 мм, а ширина всей пет-
ли — 4,5 мм, движения петлителей и их размеры невелики.
В краеобметочной машине 51 кл. ПМЗ при трехниточном стежке
в ушко каждого из петлителей заводится своя нитка. Левый пет-
Рис. 42. Схемы механизмов петлителей, движущихся в плоскости.
литель, отстоящий при крайнем нижнем положении на 7—8 мм
от иглы, должен затем войти в петлю иглы и, проведя через нее
свою петлю поперек шва, вывести ее за пределы среза метериала.
При ширине шва 6 мм величина хода левого петлителя в рабочем
направлении составляет более 20 мм (не меньшее движение совер-
шает и правый петлитель). Закон движения петлителей при этом
более простой. Рычаги совершают возвратно-поворотные движе-
ния без выстоев в крайних положениях. Цикл работы обоих пет-
лителей завершается за один оборот главного вала (за один про-
кол материала иглой). В этих условиях вместо кулачкового меха-
низма целесообразно применять кривошип и шатун, тем более,
что главный вал машины 51 кл. ПМЗ совершает 3500 об/мин, а ма-
шины 204 кл. ПМЗ — только 1500 об/мин.
В машине 51 кл. колебательное движение одновременно сооб-
щается двум рычагам 10—9—5 и 7—6 (рис. 42, а). Для этого звено
8 соединяет оба рычага последовательно. Рычаг 10—9—5, качаясь,
приводит в движение и рычаг 7—6. Поскольку рычаги разного рода,
петлители будут двигаться навстречу друг к другу (рабочий ход),
что необходимо для переплетения ниток, либо расходиться (холо-
стой ход).
146
В машине же 204 кл. соединительное звено 16 (рис. 42, б) пе-
редает движение одновременно двум рычагам 14—13—15, повора-
чивая их в одном направлении. При движении петлителей по часо-
вой стрелке левый петлитель 2 совершает движение в рабочем
направлении, а правый петлитель 3 — в холостом.
По приведенным примерам можно проследить, как при одной
и той же принципиальной схеме изменяется конструкция механиз-
ма в зависимости от технологических требований и особенностей
процесса образования стежка и строчки. Указанное относится не
только к передаточным деталям механизма, по и к самим петли-
телям.
Так, при той же схеме передачи движения исполнительным
органам можно вместо трехниточного краеобметочного стежка
получить двухниточный стежок, заменив правый петлитель 3
(рис. 42, а), снабженный ушком для нитки, ширителем, который
будет захватывать петлю, проведенную петлителем 2, и переносить
ее вокруг края обметываемого среза материала. Если же изменить
конструкцию пе только правого петлителя 3, по и левого 2, то
при той же в принципе схеме передачи можно получить однони-
точный краеобметочный стежок. Это можно видеть в машине
77 кл. ПМЗ, предназначенной для сшивания в стык одпопиточ-
иыми цепными краеобметочными стежками шерстяных тканей в ап-
претурных и отделочных цехах камвольного и суконного произ-
водства. В соответствии с особенностями технологии (ширина
развернутого шва до 1G мм) изменена форма петлителей и увели-
чен их ход. Увеличен также до 32 мм ход иглы.
Петлители, совершающие сложное пространственное движение,
получили довольно широкое распространение.
В одних случаях сообщение петлителю сложного движения
в пространстве вызывается условиями взаимодействия петлителя
с иглой (первая группа). Здесь вариантов конструкции немного,
так как естественно стремление иметь наиболее простое и надеж-
ное решение. В других же случаях сложное движение сообщается
петлителю с целью придать цепному стежку другую структуру,
отличную от структуры обычного стачивающего стежка. С расши-
рением разновидностей структуры цепных стежков, несомненно,
возрастет и число вариантов конструкции механизма, сообщаю-
щего петлителю сложные движения в пространстве.
Типовой для механизма первой группы может быть схема
(рис. 43) с расположением главного вала в платформе машины.
Петлителю для образования двухниточного цепного переплетения
сообщаются колебательные движения вдоль и поперек платформы
10*
147
машины. Движения вдоль платформы должны быть точно согла-
сованы с движениями иглы, чтобы в момент образования нормаль-
ного зазора между иглой и ниткой носик петлителя вошел бы
в этот зазор. Поэтому во многих машинах ветвь механизма, пере-
дающая петлителю движения в указанном направлении, конструк-
тивно связывается с механизмом иглы. В машинах М-12, 38 кл.
ПМЗ и др. от главного вала 6 кривошипом 7 и шатуном 4 воз-
вратно-поворотные движения передаются игольному валу 1. По-
мимо ведомого коромысла 2, этот вал имеет на заднем конце и
Рис. 43. Схемы механизмов петлителей, движущихся в пространстве.
ведущее коромысло 3, от которого посредством шатуна 5 возвратно-
поворотные движения получит угловой рычаг 8—9—10. Верти-
кальное плечо 9—10 этого рычага посредством тяги 11 повора-
чивает па оси 14 рычаг 15 петлителя 16, заставляя петлитель
двигаться вдоль платформы.
В момент начала движения игловодителя вверх тяга 11 сооб-
щает петлителю 16 движение в направлении к игле. Точность
установки петлителя относительно иглы достигается либо смеще-
нием самого петлителя 16 на рычаге 15, либо изменением длины
тяги 11. Величина рабочего хода петлителя вдоль платформы зави-
сит от типа машины и равна, например, в машине М-12 28 мм,
а в машине МЦ-2 — 20 мм.
Помимо движений вдоль платформы (поперек строчки) петли-
тель 16 должен смещаться поперек платформы, чтобы игла могла,
опускаясь, попасть в петлю нитки, заправленной в петлитель.
Величина смещения петлителя зависит от его толщины, диаметра
иглы и допустимых зазоров между иглой и петлителем и состав-
ляет в машине МЦ-2 только 2 мм и в машине М-12 — 4,5 мм.
Эти смещения получает не только петлитель 16, но и его ры-
148
чаг 15. Для этого осью рычага является палец 11 коромысла 13, за-
крепленного на передаточном валу 12. Вал получает возвратно-
поворотные движения от кулачка 18 главного вала 6. Этот кулачок
действует на второе (вильчатое) коромысло 17 вала 12.
Своевременность движений петлителя поперек платформы за-
висит от точности установки кулачка 18 на главном валу. Точ-
ность же положения петлителя относительно иглы достигается
смещением петлителя на рычаге (если это предусмотрено крепле-
нием петлителя), а также поворотом вручную коромысла 13 после
ослабления винтов, закрепляющих коромысло на валу.
Колено главного вала является ведущим звеном не только
механизма иглы, но и механизма поперечного перемещения пет-
лителя.
В более быстроходных машинах (41 кл. ПМЗ, 253 кл. Зин-
гера — 5500 об/мин) с целью уменьшения этой нагрузки па
главном валу устанавливается дополнительный эксцентрик 19
(рис. 43, б), от которого шатуном 5 передается движение угловому
рычагу^—9—10 механизма петлителя.Из схемы видно, что в осталь-
ном устройство механизма остается прежним.
Механизмы второй группы наибольшее применение имеют в сте-
гальных машинах потайного стежка и в машинах для образова-
ния краеобметочного стежка.
В обоих случаях траектория движения петлителя оказывается
более или менее сходной (рис. 44, а). В ней можно выделить дви-
жения в горизонтальном направлении для захвата петли иглы
и выхода из нее и движения по дуге для переноса петли, или во-
круг края среза ткани, или над выгнутым участком ткани при
образовании потайного стежка.
Если разложить движения по дуге па два простых по верти-
кали и горизонтали (рис. 44, б), то становится ясно, что движение
петлителя по сложной траектории может быть получено сочета-
нием трех простых плоскостных движений. В некоторых небы-
строходных машинах эти простые движения сообщаются кулач-
ками соответствующих профилей и механизм в этом случае
состоит из трех кинематических цепей, работающих в основном
последовательно. Так, в старой скорняжной машине 46 кл. Зин-
гера применены рычажно-кулачковые механизмы с кинематиче-
ским замыканием. Поскольку ролики рычагов, входящие в пазы,
и сами пазовые кулачки сравнительно быстро изнашиваются, ма-
шина небыстроходна (900 об/мин).
В более быстроходной скорняжной машине 10 кл. ПМЗ
(2500 об/мин) оставлен лишь один пазовый кулачок, сообщающий
149
петлителю небольшие движения для захвата петли и выхода из
нее. Колебательные же движения поперек строчки вокруг края
материала петлитель получает от эксцентрикового механизма.
Еще более надежный механизм петлителя (рис. 44, в), состоя-
щий из одной пространственной кинематической цепи, применен
в машинах СМ-2 и 85 кл. ПМЗ. На конце главного вала 10 уста-
новлен кривошип 9 с пальцем 7, расположенным под острым
углом в плоскости кривошипа. Посредством двойного шарнира
8—6 палец соединен со стержнем 5 петлителя 4. Передний конец
Рис. 44. Схема механизма петлителя машины СМ-2.
стержня поддерживается подвесным подшипником 3, шарнирно
присоединенным осью 2 к корпусу машины. Внутри подшипника
помещается шаровая цапфа стержня 5. При вращении главного
вала палец кривошипа, двигаясь по верхней и нижней частям
описываемой окружности, перемещает стержень и петлитель к ра-
бочему и от него. При этом в тех же направлениях качается и под-
весной подшипник па оси.
П ри перемещении пальца кривошипа по окружности меняется
его положение. Будучи вверху, он обращен вниз, а находясь внизу,
направлен вверх. Во время этих движений двойной шарнир пово-
рачивается вместе со стержнем. Петлитель при этом поворачи-
вается по дуге. В целом создается движение рожков петлителя
по сложной траектории двоякой кривизны (рис. 44, а).
При движении по сложной пространственной кривой настройка
петлителя усложняется: нужно иметь возможность смещать пет-
литель в различных направлениях. Своевременность подхода пет-
лителя к игле достигается либо смещением петлителя вдоль стерж-
150
ня 5 (рис. 44, в), либо изменением длины самого стержня. В по-
следнем случае нужно предварительно снять петлитель, ослабить
винты вилки 6, в которую ввернут стержень, и подвернуть его или
слегка вывернуть. Поворачивать надо не на полное число оборотов,
чтобы не изменялось положение петлителя.
Для смещения петлителя вверх или вниз нужно ослабить винт
эксцентричной втулки 1, в который ввернута ось 2 подвесного
подшипника 3, и повернуть ее. Если эксцентричную втулку сме-
щать вправо или влево, то в этом же направлении сместится под-
весной подшипник, а вместе с ним и петлитель.
Значительная часть различных видов механизмов петлителей,
является пространственной, и ее анализ и синтез связаны с опре-
деленными трудностями.
Плоские механизмы петлителей и пространственные с движением
в двух перпендикулярных плоскостях исследуются методами, из-
ложенными на стр. 18 и 118. Метод исследования пространственных
механизмов петлителей с движением в двух плоскостях, распо-
ложенных под острым углом, изложен в литературе [4]. Малые
динамические нагрузки и надежность работы (без учета непола-
док, связанных с недостатками регулировки) позволяют не вести
кинетостатических расчетов этих механизмов.
§ 4. Механизм управления технологическим процессом
швейных машин
Технологические процессы разделяются на элементы —
переходы. Процесс образования одного стежка делится, напри-
мер, на такие элементы: прокол материала, проведение через
него петли верхней нитки, образование зазора между иглой и нит-
кой и т. д.
Когда нужно характеризовать процесс образования не одного,
а ряда стежков, то при делении такого технологического процесса
на переходы, нет надобности рассматривать мелкие детали про-
цесса. В этом случае целесообразно разделить его на более круп-
ные по содержанию переходы. Например, процесс выметки машин-
ной петли за двести стежков разделить на такие более крупные
переходы, как прорезание отверстия в ткани, расширение разреза,
обметывание одной кромки петли, обметывание глазка петли
и т. д.
Если взаимодействие между переходами определяется в первом
случае условиями образования одного стежка и осуществляется
151
обычно за один оборот главного вала (иногда за два оборота),
то во втором случае полный цикл работы завершается уже за
много оборотов главного вала, а иногда, кроме главного вала,
включается в работу другой вал, другой механизм, не связанный
собственно с образованием стежка. В некоторых машинах для вы-
метки петли такие переходы, как разрезание ткани, расширение
прореза выполняются до шитья, когда главный вал еще не рабо-
тает. В этом случае в машине имеются другие механизмы, не при-
водимые в движение главным валом машины, но их работа во вре-
мени в пределах цикла должна быть строго согласована с работой
главного вала.
Во всех случаях, рассмотренных выше, необходимо точное вза-
имодействие рабочих органов машины в пределах цикла. Графи-
чески это согласование во времени характеризуется циклограммой
работы машины. Методика снятия циклограмм работы действую-
щих машин рассматривается в курсе «Технология швейного про-
изводства», а методика проектирования циклограмм будет рассмот-
рена во втором разделе книги. Здесь же мы остановимсяJ на
выяснении лишь того, какими конструктивными средствами осу-
ществляется управление исполнительными (рабочими) органами
машины с тем, чтобы их работа протекала в полном соответствии
с циклограммой.
Во всех случаях в машине имеется распределительное устрой-
ство большей или меньшей сложности, осуществляющее програм-
мирование деятельности рабочих органов машины.
В машинах, в которых один стежок образуется за время
одного оборота главного вала, распределителем работы исполни-
тельных органов является сам вал. Его обычно называют поэтому
главным, но условно можно считать его и распределительным.
Согласование во времени работы исполнительных органов машины
достигается надлежащей установкой на главном валу ведущих
звеньев каждого механизма.
Примером может быть главный вал машины 22 кл. ПМЗ. Кри-
вошип с противовесом является одновременно ведущим звеном
механизма иглы и отправным звеном, закрепляемым на распре-
делительном валу установочным и нажимным винтами. Его уста-
новкой на валу определяется начало и конец характерных перио-
дов работы не только иглы, но и нитепритягивателя, поскольку
последний получает движение от второго пальца этого же кри-
вошипа.
Кроме указанного, главный вал должен сообщить движение
челноку и двигателю ткани. Поскольку челнок этой машины вра-
152
щается в одном направлении, своевременность его работы относи-
тельно иглы не зависит от точности установки ведущего зубча-
того колеса на главном валу. Она может быть обеспечена установ-
кой челнока, закрепляемого винтами на челночном валу. В силу
этого, зубчатое колесо закреплено на валу простыми винтами.
Что касается эксцентриков подъема и продвижения рейки,
то они представляют собою одну деталь, закрепленную на валу
двумя винтами. Поворотом эксцентриков на валу и установкой
их на нем в должном положении достигается согласование во вре-
мени движения ткани относительно иглы и нитепритягивателя.
Поскольку эксцентрики представляют собою одну деталь, то при
их повороте не нарушается чередование и согласованность дви-
жений рейки по вертикали и горизонтали, что очень важно.
Рабочие органы машины 22 кл. работают в основном последо-
вательно — после образования зазора между иглой и ниткой
происходит захват петли носиком челнока. После обвода петли
челноком вокруг шпульки нитепритягиватель выводит петлю из
челночного устройства и затягивает стежок. Продвижение тканей
заканчивается после того, как стежок затянут и точно перед тем,
как игла входит острием в ткань для образования второго
прокола.
Некоторое исключение составляет работа двигателя ткани.
Ткани рейкой захватываются тогда, когда нитепритягиватель еще
только выводит петлю из челночного устройства, а начало продви-
жения тканей совпадает во времени с окончанием затягивания
стежка. Такое параллельное выполнение функций двумя рабо-
чими органами машины весьма целесообразно, так как оно, не
нарушая хода и качества технологического процесса, освобо-
ждает внутри цикла время для работы других органов. Благо-
даря этому они работают в такой последовательности и при таких
условиях, которые обеспечивают образование высококачествен-
ного стежка и создают более благоприятные условия работы дета-
лей механизмов.
Если цикл работы машины завершается за несколько стежков,
то распределительным (программирующим) устройством в машине
оказывается не главный вал, а другая деталь, полный поворот
которой происходит за время цикла работы машины (или же за
несколько циклов).
Наиболее простым примером такого программирующего устрой-
ства является распределительный вал машины 75 кл. ПМЗ для
сложной зигзагообразной строчки. Посредством червячного редук-
тора с i = 12 : 1 распределительному валу сообщается один обо-
153
рот за 12 стежков. Своими копирными (программирующими) ди-
сками распределительный вал управляет движением рейки в
направлении поперек платформы машины и движениями иглы по
горизонтали вдоль платформы. Задавшись нужным законом дви-
жения этих органов и спрофилировав соответствующие кулачки
(копирные диски), мы можем, сменив диски, изменить программу
действия иглы и реечного двигателя ткани.
Таким образом, в машине 75 кл. ПМЗ имеется распределительный
вал, функцией которого является управление только движениями
иглы и рейки по горизонтали, поскольку именно от них зависит
намечаемое расположение стежков в пределах цикла, определяе-
мого раппортом строчки.
Примерно таким же является распределительное устройство
и в машинах для пришивки пуговиц, для изготовления закрепок.
Управление механизмами перемещения полуфабриката и откло-
нения иглы в машине 27 кл. осуществляется одним диском с канав-
кой (кулачком) на каждой из его сторон, можно считать, что здесь
мы имеем дело не с распределительным валом, а с распределитель-
ным диском.
В названных машинах, относящихся к полуавтоматам, распре-
делительным диском не только программируются движения полу-
фабриката и иглы (по горизонтали, если это предусмотрено
конструкцией машины), но также и время выключения машины.
Для этого обычно на диске устанавливаются кулачки, отпираю-
щие защелку механизма автоматического выключателя машины.
Количество кулачков зависит от соотношения величины переда-
точного отношения в редукторе и величины цикла работы машины
(три кулачка при i — 42 : 1 и пришивке пуговицы за 14 стежков).
В ряде машин с распределительным диском связывают момент
работы и других устройств, не относящихся собственно к обра-
зованию строчки, но входящих в цикл работы машины. Так, на-
пример, в машине 95 кл. ПМЗ, предназначенной для пришивки
пуговиц, нить перед обрезкой зажимается кулачком (кулачками),
установленным на ободе диска.
С увеличением количества переходов усложняется механизм
управления технологическим процессом. В машине 25 кл. ПМЗ
для выметки петель челночными стежками вместо одного распре-
делительного диска используют распределительный вал с закреп-
ленными на нем диском и несколькими кулачками (рис. 45).
Эта машина является полуавтоматом и после установки в ней
полуфабриката и пуска ее работа протекает полностью без уча-
стия рабочего.
154
Вначале шьющий механизм обметывает левую кромку петли.
Игла нри этом перемещается по вертикали и по горизонтали по-
перек кромки на величину, равную ее ширине. Двигатель же
ткани под действием паза 5 (рис. 45) распределительного диска 6
передвигает полуфабрикат толчкообразно в направлении к рабо-
чему. Расположение паза 5 на распределительном диске 6 создает
Рис. 45. Конструктивная схема машины 25 кл. ПМЗ.
условия, позволяет связать во времени различные переходы и обес-
печить их согласование как друг с другом, так и с общим ходом
процесса. После окончания обметки левой кромки нужно автома-
тически перевести иглу на линию второй кромки, дать движение
полуфабрикату в обратном направлении, замедлить это движение
и увеличить шаг иглы по горизонтали, чтобы образовать закрепку
па конце петли. Нужно знать точно, когда кончится обметывание
левой кромки петли. Форма паза определяет положение на диске
точки кулачка, характеризующей начало изменения его радиуса.
Это позволяет точно определить время, когда эта точка подойдет
к ролику 1 рычага 2 и начнется движение этого рычага, а вместе
с ним и держателя-зажима в обратном направлении.
155
Оказывается известным, таким образом, угол поворота распре-
делительного диска 6, необходимый для обметывания левой кром-
ки, а также угол поворота распределительного вала 9, соединен-
ного с диском. Теперь остается разместить на распределительном
диске и на валу в должном положении детали, управляющие со-
ответствующими процессами. Так, кулачок 14 распределитель-
ного вала 9 должен перестать в момент окончания обметывания
левой кромки петли воздействовать на рычаг 15 и последний,
повернувшись под действием пружины, должен отклонить рамку
игловодителя и перевести иглу па линию правой кромки петли.
Точность положения иглы относительно кромки и прореза петли
обеспечивается установкой кулачка 17, в который будет упирать-
ся конец рычага 15.
В то же время один из двух кулачков 13 диска 12, закреплен-
ного на распределительном валу, посредством рычага 16 увели-
чит колебания рамки игловодителя. Кулачок же 3 распредели-
тельного диска 6 в этот же момент должен воздействовать па рычаг
4 и включить механизм замедленного движения распределитель-
ного диска, а зпачит, и полуфабриката.
Продолжительность периода, закрепления копца петли, зави-
сит от протяженности рабочей части кулачков 3 и 13 и скорости
движения распределительного диска. После того, как действие
кулачков одновременно закончится, рычаги 4 и 16 верпутся в ис-
ходную позицию. Величина отклонений иглы по горизонтали
уменьшится и станет равной ширине кромки. Скорость же движе-
ния диска двигателя ткани, т. е. частота стежков в правой кромке
станет такой же, как и в левой. На этом изготовление закрепок
заканчивается, начинается обметка правой кромки.
Мы рассмотрели момент перехода к выполнению других эле-
ментов цикла после того, как обметка левой кромки петли закон-
чилась. Ясно, что все эти элементы можно было бы выполнить и за
несколько стежков до конца обметки левой кромки. Для этого
нужно было бы лишь изменить положение кулачков 3, 13 и 14,
рассчитав точно, на какой угол должен повернуться распредели-
тельный диск, например, за пять-шесть стежков до окончания
движения полуфабриката в направлении к рабочему. Однако
нитки стежков правой кромки в этом случае были бы положены
поверх ниток закрепки, поскольку последняя выполнена прежде-
временно. Ясно, что такое решение было бы неправильным.
Когда правая кромка еще не будет закончена полностью,
снова срабатывает вторая пара кулачков 3 и 13., Начнется изго-
товление второй закрепки, нитки которой перекроют и нитки
156
левой кромки. После закрепления конца петли кулачок 14 пере-
ведет рамку игловодителя влево, поставив ее вначале против
середины петли для выполнения нескольких закрепочных
стежков.
После того, как машина переведена на изготовление второй
закрепки, следует считать, что длина кромок петли уже опреде-
лена. Можно разрезать ткань между кромками и закрепками.
Это выполняется механизмом ножа машины, но включается нож
в совершенно определенный момент кулачком 11 распределитель-
ного вала 9. Этот кулачок, вращаясь вместе с валом 9, проходит
мимо рычага 10 и при надлежащей его установке на валу застав-
ляет рычаг 10 срабатывать именно тогда, когда уже началось
изготовление второй закрепки.
В машине 25 кл. ПМЗ предусмотрено уменьшение вдвое числа
оборотов главного вала машины в конце цикла для улучшения
условия работы звеньев машины в момент ее остановки. За не-
сколько стежков до конца цикла кулачок 7 распределительного
диска 6 отпирает защелку 8 и позволяет одному из рычагов авто-
матического выключателя машины перевести быстродвижущийся
ремень на холостой шкив, а медленно движущийся ремень — на
рабочий шкив главного вала. Скорость машины снижается. Через
несколько стежков при дальнейшем движении распределительного
диска 6 его кулачок 7, надавливая на горку защелки 8, повора-
чивает ее на дополнительный угол. Срабатывает второй рычаг авто-
матического выключателя, переводящий и медленно движущийся
ремень на второй холостой шкив главного вала. Машина останав-
ливается полностью.
В некоторых машинах управление процессом осуществляется
деталями, расположенными в различных участках машины. Такая
децентрализация управления процессом объясняется в отдель-
ных случаях тем, что в машине имеется, например, два привод-
ных механизма и работа второго может быть начата лишь после
того, как полностью сработали механизмы, приводимые в движе-
ние первым приводом. Иногда это вызывается необходимостью
размещения деталей управления в местах машины, доступных
для регулировки. Так, при работе на машине 29 кл. ПМЗ для
выметки петель рабочий пусковым рычагом включает лишь вал
ножа. Последний совершает ряд операций — зажим полуфабри-
ката лапками, вырубание отверстия в ткани, расширение сделан-
ного отверстия. Выключаясь автоматически, вал ножа одновре-
менно включает механизм холостого хода ткани. Вместе с этим
приходит в движение распределительный диск (лекальное колесо)
157
машины. Дальнейшее управление процессом производится этим
диском.
Рассмотрим устройство и работу механизма автоматического
выключения главного вала швейной машины. Такие механизмы
используют и для выключения других валов швейных машин —
вала распределительного диска (машины ШМ-17) или вала ножа
(машины 29 кл. ПМЗ).
Механизм главного вала выключают обычно либо переводом
ремня с рабочего шкива на холостой, либо переводом шкива вала
в холостое положение. В нервом случае на валу жестко закреп-
ляется рабочий шкив и свободно (обычно на шариковых подшип-
никах) устанавливается холостой. Посредством ремня шкивам
может быть сообщено вращение от электродвигателя, причем
с помощью отводки выключатель направляет ремень на рабочий
шкив (при выключении машины) или переводит его па холо-
стой ход.
Во втором случае на валу устанавливается свободно один
шкив. Для его соединения с валом в одних машинах используют
кулачковые муфты, а в других — фрикционные.
Вал включает обычно рабочий вручную посредством пускового
рычага или нажимом на ножную педаль. В отдельных случаях
на пусковое устройство воздействует механизм машины, уже при-
веденный в действие. Выше указывалось, что вал ножа ма-
шины 29 кл. ПМЗ, например, выключаясь, включает вал механизма
холостого хода машины.
Выключение вала производится автоматически и эта работа
состоит из следующих этапов: прекращения подачи движения
валу; торможения вала, т. е. снижения его скорости до минимума;
останова вала в исходной позиции; амортизации удара в момент
остановки, т. е. поглощения амортизатором оставшейся энергии
вала и связанных с ним масс. Подача движения валу обычно пре-
кращается в начале последнего в данном цикле оборота вала,
чтобы за оставшееся время можно было затормозить его. Должной
установкой выключающего кулачка па распределительном диске
достигается своевременность прекращения подачи движения валу.
Торможение и остановка вала могли бы после этого произойти
вследствие израсходования кинетической энергии вала и вращаю-
щихся вместе с ним деталей на преодоление трения в кинематиче-
ских парах, на преодоление сопротивлений, связанных с выпол-
нением полезной работы (образование стежка).
При таком способе длительность торможения была бы довольно
значительной, время остановки вала было бы неопределенным
158
и исполнительные органы машины могли бы останавливаться не
в исходной позиции.
Для торможения вала вводится поэтому сопротивление в виде
пружинного тормоза.
Величина кинетической энергии машины зависит от приведен-
ного к главному валу момента инерции (/п) всех движущихся
деталей машины, а также от угловой скорости вала <ов. Поскольку
скорость вращения вала машины может изменяться (ослабление
приводного ремня и другие причины), величина кинетической
энергии может быть различной, а потому пружина тормоза должна
быть регулируемой.
Торможение вала выполняется обычно за время поворота вала
па 1/2—3/4 оборота после прекращения подачи движения валу,
и для этой цели применяют чаще всего кулачковый механизм,
нри работе которого кулачок действует на подпружиненную
штангу. В некоторых машинах перед выключением вала автома-
тически снижается его скорость (машина 25 кл. ПМЗ). Для оста-
новки вала применяют обычно либо храповик с собачкой, либо
храповик с щеколдой. В первом случае механизм останова дей-
ствует в одном направлении, а во втором — в двух. Посредством
храповика фиксируется положение вала при остановке.
Пружинный тормоз не может быть так отрегулирован, чтобы
вся кинетическая энергия вала была обращена в потенциальную
энергию пружины, так как в этом случае при уменьшении угловой
скорости вала под действием каких-либо причин и уменьшения
в силу этого кинетической энергии вала могла бы произойти
преждевременная его остановка при положении, когда рабочие
органы машины еще не заняли исходной позиции.
Пружина тормоза должна быть так отрегулирована, чтобы часть
кинетической энергии не была поглощена тормозом. Эта остаю-
щаяся энергия создает удар в момент остановки вала. Для смяг-
чения его применяют обычно пружинные амортизаторы, которые
и поглощают оставшуюся кинетическую энергию машины.
Рассмотрим для примера устройство механизма автомати-
ческого выключателя машины 27 кл. ПМЗ. Здесь применен выклю-
чатель, переводящий ремень с рабочего шкива 11 на холостой
шкив 10 (рис. 46). Для перевода ремня к корпусу машины
прикреплена шарнирно рамка 6, снабженная отводкой 8 для
ремня.
После включения электродвигателя рабочий нажимом на под-
ножку посредством цепи поворачивает пусковой рычаг 7 и от-
клоняет рамку выключателя 6 в направлении к фронту машины.
159
Отводкой 8 движущийся ремень переводится при этом на рабочий
шкив, и машина начинает работать. Рычаг-защелка 4 под дейст-
вием пружины 3 запирает выключатель в рабочем положении,
что не позволяет пружине 5 отбросить его в направлении холостого
шкива.
В начале последнего оборота вала, завершающего цикл работы
машины, защелка открывается кулачком 2 распределительного
диска 1 и выключатель вместе с отводкой отходит назад, пере-
водя ремень на холостой шкив. Подпружиненный стопорный стер-
жень 15 рычага выключателя оказывается при этом под кулач-
ком 14, установленным на
главном валу. При вращении
по инерции вместе с валом
кулачок 14 надавливает на
стержень и опускает его,
сжимая при этом регулируе-
мую пружину, надетую на
стержень 15 (происходит
торможение вала).
В конце завершающего
оборота вала впадина 13 ку-
лачка 14 оказывается обра-
щенной вниз. В эту впади-
ну заскакивает под дейст-
и запирает кулачок, не да-
Рис. 46. Схема механизма автомати-
ческого выключателя.
вием пружины стопорный стержень
вая ему двигаться ни вперед, ни назад (храповик со щеколдой).
Кулачок 14 свободно сидит на втулке рабочего шкива и'соеди-
няется с рабочим шкивом посредством пальца 12, входящего
внутрь шкива через удлиненную прорезь 9. При остановке кулач-
ка останавливается и палец 12, вал же вместе со шкивом продол-
жает вращаться и может сместиться относительно пальца в пре-
делах прорези 9. При этом внутри шкива сжимается амортиза-
ционная пружина 16, находящаяся между неподвижным паль-
цем 12 и шпилькой 17, прикрепленной к шкиву (смягчение удара
при остановке). При движении вала в обратном направлении под
действием пружины 16 шпилька 17 упирается в малую амортиза-
ционную пружину 18.
В механизме автоматического выключателя обычно предусмат-
ривается устройство для остановки машины до конца рабочего
цикла. Если произошла та или другая неполадка в работе машины,
рабочий вручную приводит в действие это устройство и отпирает
защелку рычага выключателя.
160
В заключение следует сказать, что основные позиции, рас-
смотренные ранее, реализуются и в механизмах, в основе кото-
рых лежит другой способ выключения. В машине 29 кл. ПМЗ
(для выметки петель) включение и выключение главного вала
осуществляется переводом шкива этого вала в рабочее или холо-
стое положение с использованием для этого фрикционного зацеп-
ления. Желобчатый шкив, получающий вращение от электро-
двигателя и являющийся холостой частью фрикционной муфты,
установлен на главном валу свободно.
Внутри цилиндрической выточки этого шкива располагает-
ся с зазором рабочая часть фрикционной муфты, закрепленная
жестко на валу. На ободе рабочей части муфты в углублении разме-
щается фигурная пластина, а под ней — кулачок подпружинен-
ного рычага, имеющего форму кольца и свободно надетого на втул-
ку рабочей части фрикционной муфты. Отверстие в рычаге значи-
тельно больше диаметра втулки.
В то время, когда главный вал не работает, стопорный стержень
рычага автоматического выключателя надавливает на рычаг-
кольцо. Под действием своей более сильной пружины он повора-
чивает этот рычаг в холостом направлении и отводит кулачок от
фрикционной пластины. Холостая часть фрикционной муфты —
желобчатый шкив — свободно вращается на валу, не давая ему
движения.
Как только кулачок распределительного диска (лекального
колеса) через передаточные детали отведет рычаг автоматического
выключателя и его стержень от рычага-кольца, последний повер-
нется в рабочем направлении под действием своей пружины и при-
жмет ее изнутри к шкиву. Фрикционная муфта окажется вклю-
ченной, и главный вал получит вращение.
После обметки второй кромки кулачок распределительного
диска (лекального колеса) позволит рычагу автоматического вы-
ключателя занять свое прежнее рабочее положение. Его стопор-
ный стержень окажется опять на рычаге-кольце и начнет оказы-
вать на него давление. Поскольку пружина стопорного стержня
значительно сильнее пружины рычага-кольца, последний начнет
поворачиваться в холостом направлении. Его кулачок выйдет
из-под фрикционной пластинки и фрикционное сцепление между
шкивом и рабочей частью муфты нарушится: холостой шкив
станет вращаться по-прежнему свободно на валу, не давая ему
движения. Рабочая же часть фрикционной муфты будет еще
вместе с главным валом и рычагом-кольцом поворачиваться на
некоторый угол по инерции. При этом будет сжиматься регули-
11 2187
161
руемая пружина стопорного стержня. Когда же впадина рычага-
кольца окажется при вращении против стопорного стержня, по-
следний заскочит в нее и запрет главный вал при положении
иглы вверху.
I1 «1 а в а
IV. Узлы и механизмы оборудования для
влаягио-тсиловой обработки и склеивания
§ 1. Техио.югические требования к оборудованию
В курсе «Технология швейного производства» рассмот-
рены физическое содержание процессов влажно-тепловой обра-
ботки в швейном производстве (ВТО) и склеивание деталей
одежды (СДО), факторы, определяющие результат обработки, ре-
жимы процессов, виды операций, переходы и относительные дви-
жения инструмента и полуфабриката. Поэтому ниже указаны
лишь отдельные технологические требования, которые, в первую
очередь, нужны при объяснении расчета и проектирования типо-
вых узлов оборудования для ВТО и СДО. К ним относятся:
1. Требования к обеспечению параметров основных факторов,
определяющих результат ВТО и СДО и технологические требо-
вания к типоразмерам гладильных прессов.
2. Характеристика переходов работы многооперационных по-
луавтоматов для ВТО и СДО.
3. Замечания к переходу от полуавтоматов к автоматам (воз-
можности автоматизации питания машины полуфабрикатом и
ориентация полуфабриката на машине в периоды подачи и об-
работки).
4. Техника безопасности работы.
Для всех факторов (Т, р, t и w), определяющих результат
ВТО и СДО, технологи задают предельные значения Ill, 12].
Серийно изготовляют несколько типоразмеров гладильных
прессов с общим давлением на полуфабрикат 1200, 2500, 5000
и 10000 кГ. При фальцовочных работах давлецие производится
только на фальцуемую полоску ткани и для универсального
162
загибочного пресса давление нужно до 200 кГ, а для отдельных
конструкций специального назначения оно может быть снижено
до 15 кГ. Важно обеспечить желаемое распределение давления
па полуфабрикат, так как наблюдается изменение толщины полу-
фабриката даже при выполнении операций одного вида для заги-
бочных прессов « 1 мм л для гладильных прессов до 5 мм (цифры
даны для полуфабриката в сжатом состоянии).
Конструкция оборудования должна обеспечить небольшое из-
менение удельного давления рабочих органов на полуфабрикат
при изменениях его толщины как в целом, так и на отдельных
участках. Это достигается использованием упругих звеньев в ки-
нематической цепи привода (компенсационные пружины, упругие
маты и т. п.). Там, где требуется концентрация давления на от-
дельных участках полуфабриката (например, прессовка борта),
поверхность рабочих органов делается жесткой.
Удельное давление па полуфабрикат обычно не должно быть
больше 0,2—1 кГ/см2.
Время воздействия гладильных поверхностей (Z) на полуфаб-
рикат различно в зависимости от вида выполняемой операции,
волокна ткани и вида оборудования. Для всех случаев нужен
диапазон регулировки времени воздействия 2—60 сек с точностью
±1 сек.
Детали одежды склеивают при помощи аппаратов и полуавто-
матов, которые, как правило, многопозиционные. Общая схема
процесса склеивания сводится к перечисленным ниже переходам:
1. Укладка полуфабриката в рабочую зону и его ориентация
относительно инструментов (пока выполняется рабочим).
2. Фальцевание краев полуфабриката, с выполнением тех же
рабочих движений, что и для операции фальцевания.
3. Нанесение клея па отдельные участки полуфабриката.
Если клей накладывают в виде пленки, то рабочие движения
сложны, так как процесс будет первого или второго класса. При
изменении конфигурации и даже размеров линии, на которой
закрепляют пленку, рабочие движения также меняются. Иногда
пленка крепится на полуфабрикат заранее на специальной ма-
шине (выносится как отдельная операция, не выполняемая на
полуавтомате). Пленка крепится непрочно, временно при помощи
растворения слоя клея, соприкасающегося с полуфабрикатом, или
плавления отдельных участков пленки (точечное крепление —
«приметка»). Процесс нанесения пленки из-за сложности рабо-
чих движений и их зависимости от конфигурации и размеров
детали не механизирован.
11* 163
Для автоматизации нанесения клея начали применять порош-
кообразный клей и нашли путь перехода к технологическим про-
цессам третьего класса.
Поворотом пластины с закрепленной па ней зафальцованной
деталью, на которой не нанесен клей, склеиваемые части полу-
фабриката совмещаются с обеспечением должного взаимополо-
жения. Переход всегда выполняется автоматически.
4. Вывод рабочих органов, мешающих выполнению дальней-
ших операций, из рабочей зоны.
5. Прессование полуфабриката подушкой гладильного пресса.
Аппараты и полуавтоматы для склеивания устанавливают на
гладильном прессе соответствующего типоразмера. Движение ра-
бочего органа—подушки такое, как и при влажно-тепловой обра-
ботке — прессовании. Если склеиваемые детали не зафальцовы-
вались, то подушка давит непосредственно на полуфабрикат.
Если детали зафальцованы, то подушка давит на полуфабрикат
через фальцующие утюжки. В обоих случаях полуфабрикат на-
гревается, пленка или валик термопластического клея плавится
и склеивает детали.
6. Удаление инструмента из рабочей зоны автоматическое.
7. Удаление полуфабриката с машины производится рабочим
вручную. Такова общая схема переходов при склеивании. Понят-
но, что в отдельных случаях часть переходов не нужна (фальцовка,
совмещение деталей).
Движения для питания автоматов полуфабрикатом очень слож-
ны, их осуществление в автоматах затрудняется еще и тем, что
детали одежды легко деформируются даже под действием собствен-
ного веса. Поэтому в швейном производстве попытки автомати-
зировать такие операции технологического процесса очень огра-
ничены.
На подушках пространственной формы чаще ориентируют по-
луфабрикат по участку подушки с резко измененной формой
(выпуклость или впадина для сутюжки полочки и т. д.). Иногда
на нижнюю подушку для ориентации полуфабриката наносят
линии.
При фальцевании надо с точностью до 1—2 мм ориентировать
деталь кроя относительно инструмента или другой детали, напри-
мер, при зафальцовке верха воротника на подворотник. Для
этого служат различные шаблоны. Фальцуемую деталь прижимают
срезом к шаблону и это обеспечивает нужную точность ориента-
ции. Шаблоны, как правило, мешают последующей обработке
и их приходится выводить из рабочей зоны. Установочные шаб-
164
лоны получают движение по дуге окружности от кулачка или
откидываются рабочим вручную. Форма шаблонов и их количе-
ство (их часто изготовляют разрезными) определяются формой
контура фальцуемого участка детали.
При обработке на паровоздушных манекенах рабочий ориен-
тирует полуфабрикат относительно плечиков манекена, застеги-
вает и кронит зажимами с тем, чтобы после заполнения капроно-
вого мешка паром и воздухом полуфабрикат принял желаемую
форму, которая затем фиксируется ВТО.
Относительно высокие требования предъявляют к ориентации
на полуфабрикате клея. При использовании клеевой пленки чаще
всего рабочий ориентируется на край детали (ставят направляю-
щие линейки и лапки) или какими-либо отметками на детали
кроя.
Порошковый клей наносят всегда автоматически и точность
нанесения его определяется точностью ориентации полуфабриката
в рабочей зоне по установочным шаблонам.
Для оборудования ВТО и СДО, особенно для многооперацион-
ных аппаратов, существенное значение для повышения произво-
дительности труда и качества обработки имеет снижение усилий,
прикладываемых рабочим к рукояткам и педалям.
Важно и исключение, точнее достижение практической невоз-
можности, травмирования рабочего горячими поверхностями ра-
бочих органов, а также защита от теплоизлучения.
Для снижения эксплуатационных расходов существенны во-
просы хорошей теплоизоляции нерабочих поверхностей инстру-
мента и к. п. д. отдельных механизмов.
§ 2. Нагревательные элементы
В качестве теплоносителя в швейной промышленности
СССР применяется пар и электричество. Для влажно-тепловой
обработки пар имеет технологические преимущества, так как
увлажнение паром более равномерно, полуфабрикат быстрее на-
гревается, уменьшается тепловой градиент ткани, меньше появ-
ляется лас (местного блеска). Однако практически применение
пара связано с некоторыми трудностями. Если котельная швей-
ной фабрики устарела и давление пара не превышает 0,5—2 ати,
то температура нагреваемых таким паром подушек равна 105—
115° С, что сильно снижает производительность труда и оборудо-
вания и качество обработки. Последовательное и неравномерное
165
омывание паром стенок рабочих участков подушки приводит
к большому разбросу температур гладильной поверхности. На-
грев подушек паром дороже, чем электричеством. Рабочие органы,
нагреваемые электрическим элементом, значительно компактнее.
Нагрев электричеством не требует паропроводки, сохраняется вы-
сокая подвижность рабочих органов и маневренность при пере-
стройках потоков. В результате в настоящее время электричество
чаще используют как теплоноситель при влажно-тепловой обра-
ботке. При склеивании, где увлажнение не нужно, всегда рабо-
чие органы нагреваются электричеством. Однако технологические
преимущества пара, для тепломассопереноса, позволяющие улуч-
шить качество обработки и повысить производительность, застав-
ляют искать пути его применения.
С этой целью начинают применять индивидуальные парогене-
раторы с электронагревом. Но централизованное снабжение
технологическим паром (это связано со строительством котель-
ных) лучше обеспечивает производство технологического пара
нужных параметров и в нужном количестве.
Для изготовления термоэлементов используют материалы с вы-
соким удельным сопротивлением (нихром, фехраль и т. п.). Про-
волока с высоким удельным сопротивлением наматывается на ди-
электрик и затем изолируется снаружи. Все участки проволоки
должны находиться в одинаковом положении в отношении под-
вода и отвода тепла и быть хорошо изолированными от утечки
электричества. В качестве изолирующего материала применяют
различный диэлектрик, чаще всего являющийся плохим про-
водником тепла. Желательно с возможно малым тепловым гради-
ентом системы передать тепло от нагретой проволочки гладиль-
ной поверхности. Для предохранения от окисления должен быть
исключен или хотя бы затруднен доступ к нагретой проволоке
кислорода (воздуха). В плоских нагревательных элементах про-
волока наматывается на пластинку из миканита. При закладке
в рабочий орган такой элемент изолируется также пластинками
из миканита и плотно зажимается.
Серьезным недостатком плоских нагревательных элементов
являются различные условия отвода тепла от различных участков
нагретой проволоки, плохое восприятие ударной нагрузки и воз-
можность доступа воздуха к сильно нагретой проволоке. Ука-
занные недостатки приводят к короткому сроку службы таких
нагревательных элементов.
Большим достоинством таких элементов является их малая
толщина. В настоящее время их применяют редко, только когда
166
рабочие органы должны быть тонкими и их малогабаритность
является решающей характеристикой.
Сейчас больше всего используют спиральные нагревательные
элементы. Проволока (нихром, фехраль и т. п.) навиваются спи-
ралью в виде длинного гибкого цилиндра диаметром 7—8 мм.
Такая спираль закладывается в канавку рабочего органа (подушки,
утюга), изолированную керамическими бусами или мокрым ли-
стовым асбестом и дополнительно сухим песком. Такой нагрева-
тельный элемент накрывается листовым асбестом или миканитом
и плотно зажимается чугунной накладкой.
Спиральные нагревательные элементы хорошо воспринимают
ударные нагрузки, отвод тепла от различных участков проволоки
более равномерен. Однако при укладке проволочной спирали
витки могут на различных участках быть расположены неравно-
мерно, что послужит причиной перегрева отдельных участков
проволоки. Доступ кислорода также не исключается. Асбест,
миканит и песок плохие проводники тепла. От качества изолирую-
щих материалов и монтажа сильно зависит срок службы таких
нагревательных элементов. В отдельных случаях срок их
службы достигает нескольких лет, но практически он обычно
лишь в 2—3 раза дольше, чем плоских нагревательных эле-
ментов.
Последние годы все больше и больше используются трубчатые
нагревательные элементы — ТЭН. В цельнотянутую стальную
трубку диаметром 16,5 мм помещают спираль из проволоки высо-
кого сопротивления и изолируют ее от стенок кристаллической
окисью магния. После этого диаметр трубки холодной прокаткой
доводят до 13,5 мм. Окись магния сильно уплотняется и, являясь
хорошим диэлектриком, относительно хорошо проводит тепло.
К концам проволоки приваривают электроды и вывод хорошо
герметизируется. Трубки закладывают в плиту рабочего органа
(подушки, подошвы утюга). В швейном машиностроении пока не
освоен наиболее эффективный метод заливки ТЭН в подушке
алюминием.
Отсутствие доступа кислорода к проволоке и хорошая тепло-
проводность окиси магния, стали, алюминия, чугуна значительно
увеличивает срок службы таких нагревательных элементов, так
что их более высокая стоимость быстро окупается. Срок службы
ТЭНов несколько лет.
По сравнению с описанным выше спиральным элементом
у ТЭНов соответствующей мощности и при аналогичных условиях
работы расход энергии снижается примерно на 30%, длитель-
167
ность нагрева рабочего органа — в 2 раза, а разброс температур
на гладильной поверхности — в 6 раз.
Однако все электронагревательные элементы, помещаемые в
относительно толстую плиту рабочего органа (для обеспечения
большей равномерности нагрева гладильной поверхности и акку-
мулирования тепла), обладают серьезным недостатком — боль-
шой тепловой инерцией. Этот недостаток снижает чувствитель-
ность к изменению температуры. После того, как терморегулятор
отключает ток от спирали гладильная поверхность некоторое
время еще нагревается, а после включения тока — охлаждается.
В итоге при чувствительности самого терморегулятора ±2° гла-
дильная поверхность меняет температуру на ±12°, что выходит
за пределы технологических требований. Поэтому ведутся поиски
безынерционных электронагревательных элементов.
Для выполнения различных операций из различных материа-
лов влажно-тепловой обработки и склеивания требуется различ-
ное количество тепла. Разная интенсивность работы и неточная
дозировка влаги также изменяют количество необходимого тепла
в единицу времени. Поэтому количество тепла, выделяемого элек-
тронагревательным элементом, регулируется периодической по-
дачей тока: элемент то подключается к электросети, то отключае-
тся при помощи терморегуляторов.
Расчет нагревательных элементов ведется по времени нагрева-
ния гладильной поверхности до нужной температуры. Нужно,
чтобы рабочий перед сменой успел включить и нагреть гладиль-
ную поверхность. Обычно на это предусматривается 20—30 мин.
При выполнении мощность нагревательного элемента всегда боль-
ше средней потребной мощности и вполне достаточна для рас-
хода тепла в периоды максимальной потребности. Еще большее
увеличение мощности нагревательного элемента, хотя сокращает
время разогрева, но увеличивая частоту включений и выключе-
ний терморегулятором, ухудшает условия его работы.
Мощность нагревательных элементов рассчитывается по фор-
мулам, известным из курса электротехники.
§ 3. Рабочие органы
Рабочие органы изготовляют из малокоррозирующих-
ся теплопроводных материалов: чугуна, когда нужен большой
вес рабочего органа (утюг, цилиндр калландра), й из алюминия,
когда желательно облегчить конструкцию (подушки прессов).
168
Рабочим органом утюга является подошва из чугуна
(СЧ 12—28) толщиной 15—20 мм. Сверху в подошве делают канавки
для размещения спирали нагревательного элемента. С одного
конца, если смотреть в плане, подошва имеет заострение для
разглаживания складок, швов и т. д. Гладильная поверхность
подошвы шлифуется, а затем полируется. Подошвы изготовляю-
тся различных типоразмеров от 200 X 100 до 260 X 210 мм. Вес
утюга в целом (в основном определяемый весом подошвы) 3—9 кг
(6 типоразмеров с интервалом в 1 кг). Мощность нагревательного
элемента, закладываемого в подушку, от 480 до 960 вт.
Разглаживание производят на плоскости или на специальных
колодках, что повышает производительность труда и улучшает
качество обработки. Колодки изготовляют из выдержанного твер-
дых пород дерева (бук, береза) различной формы и размеров.
Для фальцевания изготовляют утюжки различной формы в зави-
симости от параметров обрабатываемого полуфабриката и выбран-
ной схемы рабочих движений. В фальцовочных прессах утюжки
отливаются из чугуна (СЧ 18—32), и в них размещается электро-
нагревательный элемент.
Малые размеры утюжков и их относительно большое коли-
чество затрудняют размещение терморегуляторов. У многоопера-
ционных аппаратов и полуавтоматов для склеивания из-за боль-
шой насыщенности рабочей зоны инструментом фальцовочные
утюжки изготовляются в виде тонких пластин (из чугуна или
стали), контактно нагреваемых при прижиме верхней подушкой.
Подушки гладильных прессов почти всегда отливают из си-
лумина. Только отдельные конструкции современных подушек
и устаревшие модели выполнены из чугуна. В редких случаях
подушки изготовляют сварными из проката стали. Мощность
нагревательных элементов от 0,5 до 4,5 кет в зависимости от раз-
меров и назначения подушки.
Подушки изготовляют различной формы и размеров. Харак-
теристики подушек, выпускаемых на отечественных заводах,
даны в литературе [28]. Проминающие пуансоны у фальцовочных
прессов и клеевых машин изготовляют в виде тонкой пластинки
из стали или чугуна (реже), пуансон перемещается по дуге окруж-
ности. Для увлажнения полуфабриката паром паровая камера
подушки соединяется отверстием с камерой пропаривания. От-
верстие перекрыто паровым клапаном. У пароэлектрических утю-
гов, паровоздушных манекенов и отпаривателей для пуска пара
на полуфабрикат также имеется паровой клапан. У парового
клапана имеется притертое седло, к нему пружиной прижимается
16
шарик, перекрывающий пар. При ручном нажиме на специаль-
ную ручку или отводе шарика через систему рычагов соленоидом
шарик отходит от седла и пар увлажняет «(отпаривает») полуфаб-
рикат. На полуфабрикат пар поступает через камеру пропарива-
ния (паровые прессы) или через отверстия в подошве утюга, или
через мешок паровоздушного манекена.
Для увлажнения водой применяют опрыскиватели различной
конструкции. Опрыскиватели работают или от напора воды в во-
допроводной сети или инжекцией — преобразованием кинетиче-
ской энергии струи воздуха в напор воды. Вода поступает под
напором к распылителю опрыскивателя, в котором при прохожде-
нии через винтовую нарезку завихряется и в виде конуса мелких
брызг попадает на полуфабрикат. В каждой конструкции опры-
скивателя имеется приспособление для отсечки воды и регули-
ровка угла конуса разбрызгивания.
§ 4. Подсобные узлы и механизмы
Для безопасности работы на прессе и уменьшения уси-
лий при ее подъеме подушка уравновешена пружинами. На одном
конце главного рычага закреплена подушка, а к другому концу
присоединены пружины. Второй конец пружин закреплен на не-
подвижной станине. При опускании подушки пружины растяги-
ваются, а при подъеме подушки пружины создают дополнитель-
ный момент, разгружающий двигатель (или уменьшающий уси-
лие на педаль). Применение пружин просто и недорого, Потому
оправдано для всех конструкций гладильных прессов. Натяжение
уравновешивающих пружин можно регулировать. Эта регули-
ровка необходима при изменении веса верхней подушки.
Работа подъема подушки должна быть равна работе деформа-
ции уравновешивающих пружин:
^п.п -4у.п — GH = -у (Р0 у.п “Ь Ршах у.п)
где G — вес подушки (G = 8 ~ 72 кг);
Н — величина подъема подушки;
Во у.п — сила предварительного натяжения уравновешиваю-
щих пружин;
ВШах у.п — максимальная сила натяжения уравновешивающих
пружин;
% — величина деформации уравновешивающих пружин.
170
Введем величину Ху.п в характеристику уравновешивающей пру-
жины
/<y.„ = Р/К = РтаХУ:д^~Р°У'П •
Тогда, подставляя Ртах у.п в формулу, получим величину натяже-
ния уравновешивающих пружин
„ GII ^у.пА^
7(1 У-п^ АХ ~ •
По этой формуле легко рассчитать или подобрать пружину. На-
тяжение пружин обычно выбирается так, чтобы
у АХ (Ро у.п + Ртах у.п) = GH (1,2 -> 1,4).
В этом случае всегда момент уравновешивающих пружин
больше момента веса подушки. При отключении двигателя верх-
няя подушка возвращается в исходное положение, что увеличи-
вает безопасность работы.
Для гладильных прессов с пневматическим и гидравлическим
приводами предельное давление подушки на полуфабрикат регули-
руется редукционным клапаном изменением давления воздуха или
масла в силовых цилиндрах привода.
У прессов с электромеханическим приводом предельное дав-
ление регулируется установкой конечного выключателя (или де-
тали, воздействующей на конечный выключатель). Для того,
чтобы общее давление на полуфабрикат не изменялось при изме-
нении толщины полуфабриката, конечный выключатель срабаты-
вает от специальной пружины, деформация которой зависит от ве-
личины давления на полуфабрикат.
У прессов немеханизированных давление на полуфабрикат
определяется положением подушек в период прессования. Чтобы
давление мало изменялось, применяют компенсационные пружи-
ны. Такие пружины используют для само устанавливающихся
подушек, взаиморасположение которых изменяется в зависимо-
сти от изменения толщины различных участков полуфабриката.
Одна из подушек (у одних конструкций прессов — верхняя,
у других — нижняя) крепится на одной или нескольких (двух или
четырех) компенсационных пружинах. Они обеспечивают само-
установку подушек друг относительно друга и автоматическое
регулирование давления на полуфабрикат в заданных пределах.
Однако эти устройства недостаточно обеспечивают равномерное
распределение давления на отдельные участки полуфабриката
171
и сейчас широко применяются упругие покрытия одной (обычно
нижней) из подушек.
Вначале использовались гидравлические подушки. Резиновые
мешки, частично заполненные водой, размещались на нижней
подушке. Полуфабрикат укладывался на тканевое покрытие гид-
равлических подушек и при давлении верхней подушки некоторое
перемещение жидкости в резиновом мешке обеспечивало равно-
мерное распределение давления на полуфабрикат. Серьезным
недостатком гидравлических подушек является плохая сушка
полуфабриката. Резина не пропускает воду и пар и частично
конденсирует последний. Поэтому полуфабрикат снимается влаж-
ным и часть достигнутого результата ВТО утрачивается. Это об-
стоятельство и является причиной того, что сейчас гидравличе-
ские подушки на швейных фабриках почти не применяют, несмо-
тря на малую стоимость их изготовления и эксплуатации и боль-
шую надежность.
Пружинные маты также служат покрытием для нижних по-
душек гладильных прессов. Такие покрытия создают относи-
тельно равномерное давление на полуфабрикат в различных уча-
стках подушки и обеспечивают хорошее удаление влаги из полу-
фабриката. Чтобы в процессе работы пар не конденсировался,
нижние подушки, а следовательно, и закрепленные на них пру-
жинные маты, нагреваются до 100—110°. Конструкция пружин-
ного мата несложная. К перфорированному листовому железу
латунными блочками крепят пружинки — 4 шт. на 9 см2. Верх-
ние концы пружинок мягкой проволокой закрепляются на мелкой
латунной сетке. Они имеют антикоррозийное покрытие. Па сетку
накладывается слой мягкого материала и сверху мат обтяги-
вается парусиной. Пружинки изготовляют из стальной прово-
локи Бр. КТЦ. ГОСТ 493—54. Диаметр проволоки 1,2—1,4 мм.
Шаг навивки 3,5—4 мм, число рабочих витков 4—5. Дефор-
мация одного витка при максимальной нагрузке 5—6 кГ — 2 мм.
Пружинки имеют бочкообразную форму с максимальным диа-
метром навивки — 14 мм.
Недостатком пружинных матов является относительно высо-
кая стоимость их изготовления и эксплуатации и короткий
срок службы.
Интересна конструкция упругого покрытия подушек, разрабо-
танная Орловским НИИЛегмаш. 4-миллиметровый лист резины
имеет снизу трубчатые амортизаторы с вертикальной осью сим-
метрии, а в самом листе сделано много небольших отверстий.
Все покрытие (лист и трубчатые амортизаторы) выпрессовывае-
172
тся из сырой теплостойкой резины. Внешний диаметр трубчатых
амортизаторов D = 13 мм, внутренний диаметр d = 9 мм и вы-
сота амортизаторов Н = 12 мм. Шаг между центрами амортиза-
торов t = 22 лли
При таких размерах и выбранном материале (марка резины
5168) характеристика упругости мата (РД) близка к такой же
характеристике пружинного мата (в пределах деформации при
прессовании). Изменением размеров трубчатых амортизаторов
можно получить иные характеристики упругих свойств резиновых
матов. Назначение отверстий в листе — обеспечить хороший вы-
ход влаги из полуфабриката при его просушивании. Количество
отверстий желательно делать возможно больше. Чтобы обеспе-
чить отвод влаги из всех участков полуфабриката, а не только
расположенных в зоне отверстий, резина сверху имеет тканевые
покрытия, аналогично покрытиям пружинных матов. Стоимость
пружинного мата для одной подушки в несколько раз больше
стоимости резинового мата с трубчатыми амортизаторами.
В настоящее время начинают осваивать изготовление воздухо-
проницаемых пенопластиков, которые дешевы и надежны. *
Для уменьшения лас и случаев опала ткани, более равномер-
ного увлажнения водой и защиты рабочего от излучения тепла
верхней подушкой, применяют откидной проутюжильник. На
рамке, шарнирно-закрепленной на станине пресса, натягивается
холст. Рамка проутюжильника или вручную или автоматически
(от кулачкового механизма или поршнем специального пневмати-
ческого цилиндра) опускается на полуфабрикат, уложенный на
нижней подушке.
Гладильная поверхность верхней подушки давит на полуфаб-
рикат через увлажненный водой холст. При поднятии верхней
подушки проутюжильник автоматически (под действием легких
пружинок или вышеуказанных механизмов) также поднимается,
останавливается на небольшом расстоянии от гладильной поверх-
ности верхней подушки и защищает рабочего от теплоизлучения.
Пневматическое силовое устройство состоит из цилиндра 6
и поршня 5 (рис. 47). Через штуцер 2, ввернутый в резьбовое от-
верстие крышки 1, воздух подается в цилиндр 6 и перемещает
поршень 5. Поршень 5 перемещается в обратную сторону подачей
воздуха с другой стороны поршня через крышку 7 или под дей-
ствием уравновешивающих пружип. Цилиндры изготовляют из
трубы, остальные детали из стали (Ст. 3) или чугуна СЧ18—36.
* Подобные характеристики таких уппугих покрытий дапы в журнале
«Швейная промышленность, 1966, № 6 и 1967 № 3.
173
Чтобы не было утечки воздуха имеется картонная и фетровая
прокладка 4 и манжета 3 из маслостойкой резины.
Поршневые цилиндры работают надежно, но нри износе ман-
жету 3 надо своевременно заменять. Если манжета 3 сделана из
материалов заменителей, то ее надо заменять часто. Наибольшие
потери, вызывающие понижение коэффициента полезного дей-
ствия, определяются работой манжеты, так как сила прижатия
фетровой прокладки невелика.
Рис. 47. Узел поршня.
Определим величину потерь от трения манжеты 3. Манжета
прижимается к цилиндру давлением воздуха. Общая сила при-
жима
N — FMp,
где FM — площадь прижимаемого участка манжеты при ее
ширине bM, FM = л ДцЬм;
р — давление воздуха в атмосферах. При коэффициенте
трения / сила трения
Ртр = FKpj = nD^uPf.
Сила давления воздуха на поршень цилиндра
Ря = nD%p.
Тогда коэффициент полезного действия цилиндра
где — к. п. д. шарниров. После подстановки и сокра-
щений
74
К. п. д. не зависит от давления воздуха в цилиндре и уменьшае-
тся при увеличении Рц. Ширину манжеты обычно берут для £>ц =
= 100 мм Ъ = 10 12 мм (ГОСТ 6678—53). В цилиндре закры-
тия подушек пресса ПСП Ъы.а = 11 мм, а в цилиндре прессова-
ния Ьы.п = 17 мм. Коэффициент трения принимаем равным 0,3.
Диаметры цилиндров соответственно Т)ц.8 = 85 мм и £)ц.п =
= .120 мм, тогда цца = 0,75 и ццп = 0,88.
Характеристики стандартных агрегатов и узлов (компрессор-
ные станции, магнитные пускатели, кнопки, клапаны и т. д.)
даны в справочниках.
§ 5. Устройства и системы автоматизации
Для постоянно хорошего качества выполнения операций
ВТО и СДО, сохранения желательных физико-механических
свойств ткани, повышения производительности труда и оборудова-
ния, важно строгое соблюдение рациональных режимов обработки.
Автоматизация — это путь, на который стали все отрасли
нашего народного хозяйства. Применение автоматической аппа-
ратуры самый надежны!! метод соблюдения рациональных режимов
обработки. Наиболее ощутимые изменения технологического про-
цесса дает нарушение температурного режима. Очень важно
также соблюдение длительности обработки. Для качества обра-
ботки и производительности машины существенно достижение
рационального давления на полуфабрикат (особенно для процес-
сов склеивания) и его распределение по отдельным участкам.
Правильность дозировки и распределения влаги по полуфабри-
кату также, хотя и в меньшей степени, влияет па качество обра-
ботки.
Мы уже указывали, что мощность электронагревательных эле-
ментов значительно выше средней. Регулирование этого процесса
производится на стороне поступления энергии. Во всех конструк-
циях терморегуляторов имеется датчик, который реагирует на
изменение температуры гладильной поверхности и через проме-
жуточное реле включает и выключает ток.
Датчиком может служить стержень или трубка, линейное
расширение которого используется для размыкания и замыкания
соответствующих контактов схемы электроавтоматики. Такие тер-
морегуляторы устойчивы и надежны в работе, но имеют большие
габаритные размеры 136 X 44 мм.
В промышленности для подушек с большими размерами ис-
пользуется терморегулятор ТР-200, принцип действия которого
175
основан на использовании разности коэффициентов линейного
расширения инвара и латуни (инвар почти не расширяется при
нагревании).
Чаще используется биметаллический датчик. Полоска из двух
прокатанных или сваренных металлов, одного с небольшим линей-
ным расширением (например, инвар), а другого с большим (ла-
тунь). Инвар по отношению к нагретой поверхности располагае-
тся сверху, тогда при нагревании закрепленная с одного конца
биметаллическая полоска будет изгибаться в сторону инвара и ее
деформация используется для размыкания и замыкания контакта.
Датчики располагаются в непосредственной близости к гла-
дильной поверхности. Однако на самой гладильной поверхности
датчик такого типа расположить нельзя, так как это будет мешать
процессу глажения или прессования. Поэтому датчик распола-
гается внутри рабочего органа (утюга, подушки). Чтобы темпе-
ратурный градиент был меньше, между участком, воздействующим
на датчик, и гладильной поверхностью в стенке (подошве) подушки
(утюга) делают углубление и толщина стенки в этом месте дово-
дится до 2—3 ли, а в боковых стенках иногда делают отверстия
для охлаждения воздуха вокруг датчика. Такие меры повышают
чувствительность в целом.
Так как сила тока нагревательного элемента высока (мощ-
ность до 4,5 кет), то для устойчивости и надежности работы кон-
тактов, разрываемых датчиком, в цепь автоматики вводится про-
межуточное реле мощностью 20 —30 вт, а поверхность контакта
серебрят. В зоне датчика мало места и относительно высокая тем-
пература, т. е. условия неблагоприятные для обеспечения-надеж-
ности работы, а поэтому терморегуляторы относительно часто
разлаживаются. В Киевском технологическом институте легкой про-
мышленности работают над созданием групповых терморегулято-
ров. На гладильной поверхности заподлицо закрепляют термо-
пары. На командный пункт эпизодически поступает информация
о температуре гладильной поверхности того или иного пресса
(«опрос» производится в определенном порядке и повторяется по-
сле каждого цикла). При отклонении температуры реле пресса
получает команду на включение или выключение электронагре-
вательного элемента. Такая система более надежна, но пока
также недостаточно точна.
Исследования А. С. Руженцева [13] показали, что при регу-
лировании температуры группы подушек одним регулятором
(многоточечное регулирование) частота дискретных замеров не
может быть выбрана произвольно и даны рекомендации частоты
176
замеров. Эти же исследования показали, что повышение точности
и надежности регулирования температуры гладильной поверх-
ности подушки можно достичь и при данном методе регулирова-
ния использованием в качестве датчика термопары, размещенной
на гладильной поверхности (утопленной в плиту подушки со сто-
роны ее рабочей поверхности и заклеенной специальным клеем).
Конечно, в обоих случаях тепловая инерция подушки по-преж-
нему будет отрицательно сказываться на точности регулирования.
В швейной промышленности применяют три типа реле вре-
мени: гидравлическое, моторное (Е-52) и электронное (РВТ-2).
Гидравлические (масляные) реле времени имеют жестко поса-
женный на станине цилиндр и поршень со штоком. При закры-
тии пресса поршень от главного рычага поднимается в верхнее
положение и затем под действием силы тяжести опускается.
У двухпозиционных реле времени с возможностью регулирова-
ния времени перехода поршня в каждую из двух позиций, ско-
рость движения поршня изменяется поворотом краников. Уве-
личение отверстия в верхнем кранике (при его повороте) ускоряет
движение поршня в первый период опускания, изменение раз-
мера отверстия нижнего краника изменяет скорость движения
поршня для обоих периодов. Сочетанием работы краников можно
отрегулировать в заданном диапазоне длительность обоих перио-
дов движения поршня.
На верхнем конце поршня закреплены пальцы, которые вклю-
чают и выключают кнопки автоматики. Перемещением пальцев
или кнопок (контактов), закрепленных на станине пресса, также
можно регулировать продолжительность работы или время вклю-
чения и выключения различных органов пресса.
У однопозициопных реле времени время опускания поршня
регулируется за счет изменения длины пути поршня (шток шар-
нирной тягой или гибкой связью присоединяется к точкам рычага,
имеющим разную величину перемещения).
Однопозиционные реле времени позволяют регулировать дли-
тельность обработки периода сжатия полуфабриката между по-
душками. При использовании трех- и многопозиционных реле
времени можно регулировать и другие параметры технологиче-
ского процесса, например, время пропаривания и обрызгивания
полуфабриката водой, промежуточную остановку подушек для
вывода каких-либо рабочих органов из рабочей зоны и т. п.
Моторные реле времени компактны и просты. Когда в пени
управления проходит ток, маленький электродвигатель через ре-
дуктор и храповик вращает звездочку. В это время под током
12 2187 177
находится и электромагнит, прижимающий зведочку к торцовому
храповику (включающий и выключающий пару: храповик-звез-
дочка). Звездочка жестко посажена на одной втулке с рычагом,
который приводит в действие контактную систему. Выдержка
времени производится поворотом лимба относительно визира.
К упору лимба возвратной пружиной прижат рычаг. При пово-
роте лимба меняется расстояние между рычагом и контактами,
а следовательно, меняется и время, после которого рычаг включает
или выключает контакт.
Детали реле времени возвращаются в исходное положение
в момент прекращения протекания тока в цепи управления, элек-
тромагнит обесточен и плоская пружина отжимает звездочку от
храповика, а возвратная пружина разворачивает рычаг до упора
лимба. Реле выпускают для напряжений 200, 127 или 12 в. Регу-
лировка выдержки времени 1—60 сек, бесступенчатая, плавная,
с точностью 1 сек. Для гладильных прессов эти показатели вполне
подходят. Потребляемая мощность — 26 вт.
Требования к точности дозировки влаги очень невысоки: 20—
30%. Такие невысокие требования позволяют автоматически до-
зировать влагу, регулируя длительность пропарки или обрыз-
гивания.
Обычно схема автоматического управления прессом построена
так, что в определенный момент включается контакт и через
специальный соленоид (или соленоиды) проходит ток. Соленоид
отводит клапан и пар или вода получает доступ к полуфабрикату.
После перемещения какой-либо детали пресса ток выключается
из соленоида и поступление влаги прекращается. В ряде случаев
нельзя использовать движущуюся деталь конструкции и тогда
используется специальный двигатель (мощностью порядка 20 вт),
который через редуктор вращает распределительный валик дозатора.
Дозируется и наносится клей на ткани или предварительно,
как подсобная операция, или непосредственно перед склеиванием.
В первом случае жидкий (с растворителем) клей наносят на ткань,
давая или сплошное покрытие, или покрытие в виде полосок
или точечек. В таком виде клей очень широко используют в швей-
ном производстве. Дозировка и должная равномерность покрытия
ткани клеем при сплошном покрытии достигается относительно легко
при помощи очищающего ножа — ракли. Однако ткани с таким
покрытием клеем поступают в швейное производство как специ-
альные материалы из промышленности, изготовляющей ткани с
покрытием и пленочные материалы. Также мы получаем клей'в'виде
пленки.
178
Во многих случаях клей приходится наносить уже на раскроен-
ную деталь одежды, на строго определенные ее участки. Очень
часто форма участка детали, на который наносится клей, опре-
деляется формой и размерами самой детали. Например, при кле-
евой вспушке борта, клапана кармана, склеивании воротника и под-
воротника пальто и т. д.
Если клей наносится в виде пленки, то дозировка обеспечи-
вается размерами сечения пленки, ее шириной и толщиной. Эти
параметры клеевой пленки при ее изготовлении выдерживаются
с точностью, удовлетворяющей швейную промышленность. Вся
трудность здесь в размещении пленки по технологически задан-
ному контуру. Крепление ее к ткани не вызывает затруднения,
оно может быть временным, в виде «приметки» и уже затем нри
обработке на прессе обеспечивается нужная при эксплуатации
прочность склеивания.
Для временного крепления клеевая пленка или смачивается
растворителем, или плавится в отдельных точках. В обоих слу-
чаях ввиду сложности формы участка, на котором должна быть
прикреплена пленка клея и использовании пленки в виде метраж-
ного материала, процесс производится с последовательной обра-
боткой участков полуфабриката, используются малопрогрессив-
ные технологические процессы первого и второго класса. Как из-
вестно, такие процессы труднее поддаются механизации, а тем
более автоматизации. Пришлось искать другие пути, другую тех-
нологию обработки.
Вполне приемлемым решением оказалось использование клея
в виде порошка, мелких, неслипающихся зерен (гранул). Приме-
нение порошкообразных клеев значительно облегчает конструк-
тивные решения механизации и автоматизации процессов. В этом
случае используют технологические процессы третьего класса и
клей сразу наносят на весь участок ткани.
На рис. 48 показана схема приспособления для нанесения по-
рошкового клея. На рис. 48, а показан разрез приспособления
вертикальной плоскостью. Коробка для порошкообразного клея
состоит из наружной стенки 2, форма и размеры которой в плане
соответствуют форме и размерам клеевого шва. К каждому краю
стенки 2 по всему контуру крепится пластинка 1. Высота крепления
пластинки 1 регулируется так, что расстояние от нижней поверх-
ности стенки 2 и пластинки 1 можно изменять. Этим достигается
дозировка клея. Второй деталью коробки служит фигурное дно 5.
Пружины 4 удерживают дно в верхнем положении, прижимая его к
стенке 2. В коробку засыпается порошковый клей 3. Все приспособ-
12*
179
ление может вводиться в рабочую зону и выводиться из нее, а так-
же получать небольшие перемещения по вертикали. Приспособле-
ние ориентировано относительно других рабочих органов и, сле-
довательно, относительно уложенного по шаблонам полуфабри-
ката.
Приспособление рабочим или автоматически от кулачкового
распределительного вала вводится в рабочую зону так, что боко-
вая стенка 2 располагается над полуфабрикатом, а пластинка 7
почти касается его. Затем вруч-
ную или автоматически опускают
фигурное дно 5 до касания с по-
луфабрикатом (рис. 48, б) и в об-
разовавшуюся щель между стен-
кой 1, дном 5 под действием силы
Рис. 48. Схема узла для нанесепия порошкового клея.
тяжести ссыпается клей 3. Зона АВС заполняется клеем. В плане
(вид сверху) эта зона имеет форму и размеры обрабатываемой дета-
ли в соответствии с формой и размерами стенки 2. Дно 5 тотчас
возвращается в исходное положение и отсекает зону коробки 2—5
от зоны АВС (рис. 48, б). Коробка выводится из рабочей зоны, а
клей немного осыпается и образует валик с основанием и вы-
сотою h. Такое приспособление дозирует клей в соответствии с тех-
нологическими требованиями. Величина сечения валика клея (его
дозировка) достигается перемещением пластины 1 по высоте, т. е.
изменением величины Ah.
Для вспушки края борта прокладка клеевой нитки производи-
тся с помощью универсальной швейной машины с последующим ее
плавлением при ВТО.
У многооперационных аппаратов и полуавтоматов относитель-
но большое количество разнообразных инструментов, движение
480
каждого из них, как правило, очень простое (по дуге окружно-
сти или по прямой линии) и они перемещаются в определенной
последовательности. Кроме того, технологически или для согла-
сования их движения во времени они имеют выстой. Инструмент
для влажно-тепловых и клеевых операций таких полуавтоматов
имеет небольшие скорости и перемещения и поэтому для его дви-
жения чаще всего используют плоские и пространственные кулач-
ки, которые крепятся на распределительном валу.
Установочные шаблоны для ориентации воротника и подво-
ротника полуавтомата ОВК-6 закреплены шарнирно, их введение
в рабочую зону и откидывание производится рабочим. Это дви-
жение рабочий делает попутно и оно почти не влияет на произво-
дительность труда и оборудования. Легко движение этих шаблонов
выполнять автоматически, дополнительно установив для этой
цели на распределительном валу кулачки.
Однако длительность укладки и ориентации полуфабриката в
рабочей зоне колеблется (полуфабрикат может быть немного смят,
загнут и т. д.), а ориентироваться на максимальное время укладки
нецелесообразно (снизит больше производительность, чем откиды-
вание шаблонов вручную). Поэтому перемещение установочных
шаблонов пока не автоматизируют.
Утюжки зафальцовывают край воротника на подворотники,
после того как проминающие шаблоны приподнимут края полу-
фабриката. Проминающие шаблоны получают движение по дуге
окружности от кулачков (через систему рычагов, зубчатые секто-
ра и траверсу, с которой шаблоны связаны). После зафальцовки
на шаблоне края воротника они должны выйти из-под фальцующих
утюжков и обратным движением по дуге окружности должны быть
выведены из рабочей зоны (снова кулачками).
Проминающие шаблоны выводятся из-под утюжков прямоли-
нейно при помощи рычага.
Утюжки перемещаются по биссектрисам углов воротника от
вторых пазов кулачков и рычагов. Утюг для оттяжки стойки под-
воротника закреплен на кронштейне и получает горизонтальное,
прямолинейное движение от кулачков через несложную систему
рычагов.
Распределительный вал может иметь еще кулачки для пере-
мещения дополнительного инструмента или полуфабриката в ра-
бочей зоне (движение ножа для выполнения прорези, совмещения
обрабатываемых деталей полуфабриката и т. д.). Как правило,
распределительный вал многооперационных полуавтоматов рас-
полагается горизонтально вдоль длинной стороны подушки, на
181
которой производится окончательное прессование полуфабрика-
та для склеивания.
Распределительный вал получает движение от особого электро-
двигателя (у гладильных прессов с пневматическим приводом он
единственный) через ременную передачу червячный редуктор
и цилиндрическую зубчатую пару и делает один оборот за весь
технологический цикл обработки. Общее передаточное отношение
привода порядка 270 : 1. Распределительный вал может враща-
ться в одну сторону, но может получать и реверсивное вращатель-
ное движение.
Глава
V. Приводы гладильного и клеевого
оборудования
§ 1. Требования к приводам
Требования к приводам гладильного и клеевого обору-
дования определяются рабочими движениями машины и требо-
ваниями к динамическим характеристикам. Рассмотрим, какое со-
противление приходится преодолевать в машинах указанного на-
значения и как эти сопротивления распределяются при выполнении
кинематического цикла машины.
Каландры работают непрерывно, рабочий укладывает на тран-
спортер (или стол) полуфабрикат и мри прокатке между валами ка-
ландров он проглаживается.
Все остальные виды гладильного оборудования работают перио-
дически и имеют следующие типовые переходы обработки: 1. Пи-
тание машины полуфабрикатом и его ориентация относительно
рабочих органов. 2. Сближение рабочих органов с полуфабри-
катом. 3. Прессование или фальцовка. 4. Выдержка полуфабри-
ката под давлением горячих поверхностей. 5. Освобождение полу-
фабриката от контакта с гладильными поверхностями. 6. Удаление
рабочих органов из рабочей зоны. 7. Съем обработанного полуфаб-
риката.
Движущая сила приводу нужна при выполнении 2, 3, 5 и 6-го
переходов.
182
Сопротивления при работе гладильных и клеевых машин скла-
дываются из работы полезных сопротивлений (Лп.с), сил трения
(Лтр) в кинематических парах привода, деформации упругих звень-
ев (Лу.в), инерционными сопротивлениями (Лп) и подъема деталей
пресса (Лп).
В механизме «помощника» и уравновешивающих пружин де-
формация упругих звеньев частично используется (возвращается).
В запроектированный момент эти пружины начинают сокращаться
и возвращать запасенную энергию для уменьшения величины
потребного движущего усилия па ведущем звене привода.
Рассмотрим типовые условия работы привода к гладильным
прессам. Величина вылета главного рычага пресса определяется
размерами обрабатываемого полуфабриката и удобством его уклад-
ки на нижней подушке пресса. Вылет главного рычага /?р выби-
рается конструктивно и, в зависимости от типоразмера пресса,
колеблется в пределах от 25С до 400 мм, а угол — <р — поворота
главного рычага — 40 —60°.
Рабочий ход подушки SP определяется величиной деформации
полуфабриката и деформации компенсационной пружины и упру-
гого покрытия подушки и колеблется в пределах 6—12 мм.
Для средних и тяжелых прессов 5Р — 8—12 мм.
Следует отметить, что начало рабочего хода подушки (момент
соприкосновения верхней подушки с полуфабрикатом) зависит от
толщины полуфабриката, следовательно, угол поворота главного
рычага при холостом ходе также колеблется в небольших пределах.
Так как нагрузки на привод в период рабочего хода резко воз-
растают, то при расчете привода надо учитывать наименее благо-
приятные условия работы привода, т. е. максимальный рабочий
путь подушки.
Примем, что работа холостого Лх и рабочего хода Ар равпомерно
распределена внутри цикла (ДЛХ = ДЛХ2 = ... = Д4ХП). Тогда
для равномерной загрузки электродвигателя передаточные отно-
шения холостого ix и рабочего ip хода должны быть обратно про-
порциональны силам сопротивления, приведенным к ведомому
звену
^р.ср _ гх.ср ip _ ^р'^х
^х.ср гр.ср *'х ^.S’p
где гх, рр,,Рр, Рх, Ар, Ах, SP,SX— соответственно скорости, приве-
денные силы, работы и пути холостого и рабочего хода пресса.
Так как потребная мощность электродвигателя пропорциональна
183
моменту Л/пр, приведенному к ведущему звену привода и работе в
^э.р -^пр.р
единицу времени, то = -^-7- = .
”э.Х У1х/р Л*Пр.Х
О ЛР
оная отношение -у- , мы можем наити желательное значение
Лх
величины —Д- и добиться возможности максимального приближе-
Р дг At
ния к равенству: -дЛр- = 1 или . Так как на самом деле
^’э.х лх ?х
i?x =# const (в начале и в конце цикла холостого хода для уменьше-
ния инерционных нагрузок и ударов скорость должна быть не-
дг
большой), то, добившись первого приближения к равенству э р- =
” е.х
= 1, мы должны проверить, достаточна ли выбранная мощность
электродвигателя для преодоления максимальных моментов со-
противлений в оба периода движения.
Для немеханизированных приводов к прессам, указанным или в
большей или меньшей мере похожим на указанные, желательные
соотношения передаточных чисел привода для холостого и рабоче-
го хода достигались различными путями. В педальном прессе
«Красная Вагранка» передаточное отношение изменяется за счет
изменения взаимоположения звеньев механизмов четырехзвен-
ников. Однако закон изменения был очень далек от требуемого
и для достижения давления на полуфабрикат 2000 кГ рабочему
приходилось прикладывать усилие к педали порядка 50—60 кГ,
что, просто говоря, недопустимо.
Введение в кинематическую цепь привода кулачковой пары
(прессы ЛПС, НП-2, НПС) позволило значительно приблизиться
к желательному закону изменения передаточного отношения при-
вода и при усилии на педаль 5—7 кГ получать усилие прессования
приблизительно 1000 кГ.
Следует указать, что движение подушки мы разделили на два
периода: холостой и рабочий ход. Однако в эти периоды потребный
момент па ведущем звене привода также меняется. Во втором пе-
риоде усилие прессования возрастает отО до 5000 кГ и соответст-
венно меняется и мощность па ведущем звене. Одпако требовать
определенного закона движения, являющегося функцией измене-
ния момента па ведущем звене, нецелесообразно, так как момент
перехода от холостого к рабочему ходу определяется толщиной
полуфабриката и поэтому для различных операций, нужный закон
изменения передаточного отношения привода будет различным.
184
Вот почему при проектировании приводов к гладильным прес-
сам учитывают лишь резко отличающиеся требования к периодам
холостых и рабочих ходов. Так обстоит дело с немеханизирован-
ным и электромеханическим приводом.
У пневматических приводов с поршневой силовой системой воп-
рос решается проще в связи с тем, что электродвигатель компрес-
сорной станции работает непрерывно, а периодичность расхода
энергии компенсируется наличием ресивера, который является
аккумулятором энергии. Размеры ресивера проектируются (выби-
раются) с учетом количества прессов, обслуживаемых одной ком-
прессорной станцией, и периодичности рабочих и холостых ходов
подушек.
Однако и здесь для того, чтобы не требовалось высоких давле-
ний воздуха и большого диаметра поршней (удорожание сети под-
водки и ряда других узлов привода), а также повышения коэф-
фициента полезного действия привода передаточное отношение для
рабочих и холостых ходов при бо тылом давлении (2500 кГ и выше)
также делают переменным. Для холостого хода верхней подушки
ставится силовое устройство поршневого типа с кинематической
цепью с одним передаточным отношением, а для рабочего хо-
да (движение нижней подушки) другое устройство с поршнем
большего диаметра и большим передаточным отношением кинема-
тической цепи.
Изобретатель Н. Т. Смирнов поставил цель достичь достаточ-
ного усилия прессования при давлении воздуха всего 1 ат и, по-
ставив мембранный привод и кулачковую пару, добился желаемого
результата.
У гидравлических приводов различные требования к моменту
на ведущем звене привода удовлетворяются изменением давления
масла, которое в период прессования достигает 50 ат. Для повыше-
ния к. и. д. привода у гидроприводов к гладильным прессам и здесь
целесообразно иметь два поршневых цилиндра.
§ 2. Типы приводов
Рассматривая гладильное оборудование нецелесообразно
говорить отдельно о приводе к машине или приводе к исполнитель-
ному механизму и исполнительном механизме. Передача движения
рабочему органу или очень проста (например, четырехзвенник, пе-
редающий движение верхней подушке прессов ПСПм, ГН-2,5) или
практически отсутствует (например, привод к каландрам, к ниж-
ней подушке пресса ГП-2,5).
185
Рабочие органы — цилиндры каландров — трением переме-
щают разглаживаемый полуфабрикат со скоростью порядка
0,2 м/сек. Следовательно, цилиндр диаметром приблизительно
300 мм имеет около 12 об/мин (число оборотов может быть несколь-
ко больше или меньше в зависимости от величины диаметра ци-
линдра и скорости перемещения полуфабриката). Движение ци-
линдру от электродвигателя (асинхронного 960 об /мин) передается
при помощи редуктора (ip 30) и зубчатой пары и для двух и для
одноцилиндровых каландров. Второму цилиндру и транспортеру
(если они имеются) движение передается фрикциопно. Привод
прост, надежен, полностью обеспечивает технологические требо-
вания. Все конструктивные модификации привода вписываются
в указанную схему.
Перемещения утюжков фальцпрессов невелики и осуществляю-
тся от четырехзвенпых или кулачковых механизмов. Простота и
надежность, полное удовлетворение технических требований обес-
печивается здесь небольшими модификациями конструкции при-
вода. Для вышеуказанных конструкций величина коэффициента
полезного действия не является существенной для характеристики
машины. У гладильных прессов движение рабочих органов не-
сложно, но давление на полуфабрикат достигает 10 т. Поэтому
здесь более существенна величина коэффициента полезного дей-
| ствия, вопросы надежности и ряд др.
В швейной промышленности эксплуатируются приводы раз-
личных типов и конструкций. Существуют немеханизированные
приводы (в прессах «Красная Вагранка», ЛПС, НПС, НП-2), элек-
тромеханические приводы («Красная Вагранка», ГПС), изготовля-
ют прессы с пневматическим (ПЛП, ПСППм, ТПП, ПМКС, НПС-П)
и гидравлическим приводом (ГП-2,5, ГПД-5, ГП-10).
Приводим краткую сравнительную характеристику основных
типов гладильных прессов по ведущим показателям (табл. 8). Для
сопоставления выбраны конструкции прессов, имеющие лучшие
показатели в своей группе. У электромеханических приводов
имеется всего одна устаревшая конструкция — ГПС. У пнев-
матических с мембранно-кулачковым приводом — пресс ПМКС
(у НПС-П показатели даже лучше, по у него предельное давление
всего 500 кГ и он менее сопоставим).
Металлоемкость конструкций при пересчете на единицу дав-
ления у всех типов приводов примерно одинаковая (различие оп-
ределяется конструкцией станины: сварная или литая).
По приведенным в таблице данным наилучшие характеристики
у электромеханического и мембранно-кулачкового приводов.
186
Таблица 8
Сравнительная характеристика гладильных прессов
Характеристика Тип привода и марка
Электромехани- ческий ГПС Пневматический Гидравлический ГП-2,5
с поршне- вой сило- вой си- стемой ПСПм мембран- но-кулач- ковый ПМКС
Давление на полуфабрикат по паспорту, кГ 4000 2500 2000 2800
Фактическое давление на фабриках, кГ Себестоимость изготовления, % ксебесто- 4000 230-4-1100 1600-4-1650 2800
имости ГПС Эксплуатационные расходы, % к расходам 100 125 140 200
на ГПС Коэффициент полезного действия (по заме- 100 130 63 120
рам) 0,40 0,06 0,40 0,05
Существенным недостатком электромеханического привода яв-
ляется относительная сложность кинематической схемы. В ки-
нематической цепи привода, как правило, имеется редуктор
с большим передаточным отношением (электродвигатель имеет
960 об/мин, а подушка опускается за 1—1,5 сек) л кулачковая па-
ра для достижения желательного закона изменения передаточного
отношения в периоды холостого и рабочего хода. Большие отно-
сительные скорости в отдельных кинематических парах приводят
к относительно быстрому износу отдельных деталей _ (червячная
пара).
Требования к комлектности привода заставляют использо-
вать малогабаритные кинематические пары (червячный редуктор)
с небольшим коэффициентом полезного действия. Все же общий
к. п. д. электромеханического привода достигает 0,35—0,45 и зна-
чительно выше к. п. д. приводов других типов.
К достоинствам электромеханического привода следует от-
нести его большую маневренность. При перестройках швейных аг-
регатов пресс с электромеханическим приводом легко перенести,
он не связан с пневматической сетью. Не нужны дополнительные
агрегаты (у пневмопривода нужна установка компрессорной стан-
ции). Нет загрязнения помещения (что имеет место у масляного
гидравлического привода), а это очень важно для швейных фаб-
рик, где загрязнение полуфабриката маслом недопустимо. При-
вод бесшумен, надежен и его эксплуатационные расходы невелики.
187
У пневматического привода с поршневой силовой системой
очень простая кинематическая схема, нет быстродвижущихся,
быстроизнашивающихся деталей, относительно небольшой вес.
Но высокая кинематическая чувствительность схемы приводит к
неустойчивости (ненадежности) регулировки.
Недостатки пневмопривода: необходимость установки компрес-
сорной станции, дорогостоющей и повышающей эксплуатационные
расходы, выброс в рабочее помещение отработанного воздуха, что
ухудшает гигиенические условия около пресса и повышает произ-
водственные шумы, связь пресса с системой подводки воздуха,
снижающая его маневренность при перестройке процесса, и низ-
кий к. п. д. Поршневая система у пневмоприводов особенно невы-
годна в период выдержки полуфабриката под давлением, время
которого в 10—20 раз больше времени движения подушек. Утечки
воздуха через манжеты поршней в этот период и приводят к уве-
личению эксплуатационных расходов и резкому снижению к. п. д.
Высокая кинематическая чувствительность и сложность регули-
ровки (принципиальный недостаток схемы пресса ПСПм), малая
жесткость главного рычага подушки (конструктивный просчет)
и фактическое снижение давления в пневмосети (3—4 ат вместо 6)
приводят к значительному снижению давления подушек на полу-
фабрикат при эксплуатации. Компрессорная установка для мелких
предприятий нерентабельна. Даже если бы стоимость изготовле-
ния прессов такого типа была наиболее низкой, то и тогда высокие
эксплуатационные расходы и снижение фактического давления на
полуфабрикат дают достаточно оснований для отказа от приводов
такого типа.
Однопоршневые пневматические приводы имеют еще худшие
энергетические показатели и более высокие эксплуатационные рас-
ходы.
Часто придают особо большое значение к. и. д. приводов к гла-
дильным прессам, говорят о желательности использования потен-
циальной энергии компенсационных пружин (установка механиз-
ма «помощника») и веса подушки (уравновешивающих пружин)
для механизированных приводов в плане экономии энергии.
Этот вопрос прежде всего экономический и с этих позиций его
и надо решать. Если принять среднюю мощность электронагрева-
тельных элементов 7V « 5 кет = 6,7 кет, a 7Vn)in = 1,5 кет),
то расход энергии на привод составляет 1 -у 7 %, расходы энергии
на нагрев гладильных поверхностей в 15—100 раз выше ее расхода
на привод.
Следовательно, в первую очередь надо направить усилия на
188
уменьшение потерь тепла (теплоизоляцию), а не на повышение
к. п. д. привода. Понятно, и к. п. д. привода пренебрегать не сле-
дует.
Последнее время технологи повышают требования к давлению
подушек. При обработке сорочек нужно давление 10 т. Это, а так-
же недостатки пневмопривода привели к внедрению масляного
гидравлического привода (ГП-2,5, ГП-5 и ГП-10). Он обладает
всеми достоинствами пневматического, не требует компрессорной
установки, маневреннее. У гидропривода всегда есть небольшая
утечка масла через манжеты поршневой системы, поэтому у прес-
сов ГП-2,5, ГП-5 и ГП-10 в период прессования (выдержки полу-
фабриката под давлением подушек) электродвигатель и электрона-
сос работают «на себя», что и приводит к снижению коэффициента
полезного действия привода и увеличению эксплуатационных
расходов. Установка гидрокомпенсатора, почти пе усложняя кон-
струкцию, повысила бы коэффициент полезного действия гидрав-
лических приводов (у прессов ГП-2,5 ГПД-5 и ГП-10 гидрокомпен-
саторов нет). Нельзя забывать и о возможности загрязнения полу-
фабриката и цеха маслом. Установка специальных маслосборни-
ков и поддонов и большая культура обслуживания, вероятно,
могла бы в значительной степени уменьшить возможность загряз-
нения цеха и полуфабриката маслом.
Изложенное выше показывает, что наилучшие характеристики
имеют электромеханический привод с переменным передаточным
отношением.
Для малых давлений на полуфабрикат целесообразно приме-
нение и мембранно-кулачкового привода. Такие конструкции легче
спроектировать двух- и трехпозиционные (две—четыре подушки од-
новременно обрабатывают два-три участка полуфабриката, на-
пример: полочку, воротник и манжету).
§ 8. Расчет и проектирование приводов
Целесообразно применять для гладильных прессов
приводы с переменным передаточным отношением. Наиболее пол-
но задачу можно решить, используя в кинематической цепи при-
вода кулачковую пару. Такую схему имеют наиболее удачные кон-
струкции немеханизированных приводов (ЛПС, НП-2, НПС). Ку-
лачковая пара используется в электромеханическом приводе (пресс
ГПС) и в пневматическом с мембраной (ПМКС, НПС-П). Мы про-
ведем графическое проектирование кулачка сложного профиля для
189
пресса НПС-П (аналогичный метод проектирования применим
и для других прессов со сложным профилем кулачка — ЛПС,
Рис. 49. К проектированию мембран-
но-кулачкового привода. д
НП-2, ПМКС и др.) и аналитическое определение параметров ку-
лачка, спрофилированного по архимедовой спирали (ГПС).
Расчет и проектирование мембранно-кулачкового пневмати-
ческого привода к гладильным прессам. На рис. 49, а показана ки-
190
нематическая схема привода к прессу НПС-П. В проушинах ста-
нины пресса шарнирно закреплен главный рычаг СОВ', на верхнем
конце которого через траверсу крепится верхняя подушка. Ниж-
няя подушка жестко крепится на лапах станины. На нижнем конце
главного рычага пресса на шарикоподшипнике закреплен ролик
(в точке В1). На оси О шарнирно закреплен качающийся кулачок,
рабочий профиль которого, воздействуя на ролик В', обеспечивает
перемещение главного рычага по желаемому закону. Внутри ста-
нины закреплена мембранная камера, на силовой плите которой
имеется толкатель. При подаче воздуха в мембрану этот толкатель
перемещает левый конец рычага (точка Л) кулачка вверх, при этом
кулачок опускается (поворачивается по часовой стрелке), опуска-
ет на полуфабрикат верхнюю подушку, которая затем деформиру-
ет полуфабрикат. Верхняя подушка возвращается в исходное
положение пружинами, уравновешивающими вес подушки. Для
преодоления инерционных сил и трения в кинематических парах до-
статочно, чтобы момент у главного рычага от уравновешивающих
пружин был больше момента веса подушки на 30—40%. На рисун-
ке мембрана и уравновешивающие пружины не показаны.
У пресса НПС-П мембрана имеет рабочую площадь 225 см2
(диаметр рабочей поверхности приблизительно 170 мм) и ход тол-
кателя — 40 мм. Тогда при давлении воздуха в пневмосети 1 ат
максимальное усилие на толкателе будет — 225 кГ.
Компоновка узлов и ряд размеров выбраны конструктивно и
пресс имеет небольшие габаритные размеры 300 X 410 X 320 мм.
Сила давления на полуфабрикат — до 500 кГ. Вес без подушек
25 кГ. Так как пресс настольный, вылет рычага взят минимальным
для гладильных прессов — 250 мм, а угол поворота главного ры-
чага максимальным — 60° (путь центра верхней подушки за холо-
стой и рабочий ходы — Sn = Btp — 250 • 1,05 = 262 мм; ср =
= 60° = 1,05 рад).
Надо спроектировать профиль кулачка так, чтобы при ходе
толкателя на 40 мм и максимальном давлении мембраны — 255 кГ
обеспечить перемещение верхней подушки на 250 мм и давление на
полуфабрикат до 500 кГ.
Посмотрим, какие передаточные отношения нам желательно
иметь в периоды холостого и рабочего ходов. Работа холостого
хода Лх будет равна 0,4 * работы подъема верхней подушки: Ах —
= 0,4 GH = 24 • 0,25 • 0,4 sin 60° = 2,4 кГм. Полагая, что давле-
* Выше указывалось, что момент уравновешивающих пружин на 40%
больше момента веса подушки.
191
ние на полуфабрикат возрастает от 0 до 500 кГ по линейному зако-
ну (подушка, деформируя полуфабрикат, деформирует незатяну-
тые пружины упругого мата), работа в период рабочего хода Ар =
= 0,5 QSP — 0,5 • 500 X 0,009 = 2,25 кГм. Величину деформации
принимаем 9 мм для настольного пресса. Суммарная работа сил
сопротивлений за оба периода
Ас = Лх + Ар = 2,4 + 2,5 = 4,65 кГм.
Возможная работа мембраны: ЛБ.М = Ры • ST —225 • 0,04 =
= 9 кГм. Следовательно, расчет по средним сопротивлениям по-
казывает, что ход толкателя можно было взять меньше (<S'TTmn —
— 21 мм). Так как максимальные значения сил сопротивления бу-
дут больше, то надо провести проверку (а возможно и корректи-
ровку).
Определим максимальную силу сопротивления, приведенную
к толкателю, в период холостого хода. Ускорение верхней подуш-
ки мы пока не знаем, так как профиль кулачка пока не спроекти-
рован. В первом приближении положим, что максимальное уско-
рение подушки равно ускорению при синусоидальном законе дви-
жения. Тогда максимальное ускорение подушки
t 2м о
“max — 2 ‘-’max-
Время холостого хода подушки (Ту) примем равным одной се-
кунде (при более быстром движении подушки возможны смещения
полуфабриката потоками воздуха). Путь подушки нам известен
Sx = 250 мм. Тогда «max = 1,65 м/сек2. Сила инерции верхней no-
г. 24 • 1,65 . п
душки Ри «= — та = —— — =4 кГ. Моментом инерции главного
рычага пресса ПСП-Н можно пренебречь.
Сила натяжения уравновешивающих пружин минус сила веса
верхней подушки, приведенная к центру тяжести подушки,
Рр = 1’4<?д~££. = 0,4.24 = 9,6 кГ.
Суммарная максимальная сила сопротивления во время холостого
хода подушки, приведенная к ее центру тяжести,
Рс = Ри + Руп — Рв = 13,6 кГ.
Максимальная сила сопротивления для рабочего хода 500 кГ.
Коэффициент полезного действия кинематической цепи привода
принимаем равным 0,95 (трение скольжения в двух опорах рычагов
192
кулачка и главного и трение качения ролика о кулачок и в шарико-
подшипнике, ориентировочный расчет показывает, что к. п. д.
выше 0,95). Тогда по максимальным силам сопротивления нам нуж-
ны передаточные отношения:
в период холостого хода ix =
р
х max
13,6
0,95 • 225
= 0,0636,
в период рабочего хода ip =
р
х р max
в.Лр
------500 _ 2 34
~ 0,95-225 ~ ’
Принимаем, что толкатель движется с постоянной скоростью.
Можно расчетом или экспериментально определить закон движения
толкателя и затем найти величины перемещения точки А в соот-
ветствии с полученными данными. Понятно, методика проектиро-
вания кулачка не изменится, но будет более трудоемкой.
Если точка А движется с постоянной скоростью, то желатель-
ные передаточные отношения можно найти и из соотношений работ
холостого и рабочего хода, скорректировав их с величинами, полу-
ченными по максимальным нагрузкам.
По максимальным нагрузкам путь толкателя (точка Л) за пе-
риод холостого и рабочего ходов должен быть соответственно
‘S't.x = 262.0,0636 = 17 мм, ST.P = 9 • 2,34 = 21 мм.
Следовательно, даже исходя из максимальных нагрузок, путь тол-
кателя можно сократить до 38 мм.
По отношению работ путь толкателя (точка Л) мы должны раз-
делить пропорционально А* и Ар
~ \ + Ар
40 - 2,4 пп с
2Л+^25 = 2°’5
5Т.Р = 19,5 мм.
Не следует забывать, что здесь у нас имеется большой запас, так
как работа сил сопротивлений много меньше возможной работы
мембраны.
Так как желательно, чтобы верхняя подушка трогалась с места
плавно, а для преодоления максимального сопротивления был не-
большой запас, то берем: путь толкателя (точка А) за холостой ход
равным 22 мм, а за рабочий ход — 18 мм. Тогда
ix = = 0,088; /р = ~ = 2,00; tx = 1 сек-
tp = 1 || = 0,83 сек.
13 2187
193
Принятые передаточные отношения обеспечивают все ранее рас-
считанные характеристики с небольшим запасом.
Для сокращения построений проведем профилирование кулач-
ка по четырем точкам. Мы определили желаемый закон движения
главного рычага пресса и рычага кулачка и, следовательно, можем
на схеме найти местонахождение точек А, Б, В' л С для всех четы-
рех положений механизма *. С — центр тяжести верхней подушки,
В' — центр ролика главного рычага, катящегося с кулач-
ком, Б — точка контакта теоретического профиля кулачка с цент-
ром ролика и А — точка контакта левого конца рычага кулачка
с толкателем. С\ — верхнее положение центра тяжести верхней по-
душки, С2 — его положение на половине пути холостого хода,
С3 — конец холостого хода и начало рабочего хода и С4— конец
рабочего хода.
Точка А, как мы ранее приняли, движется равномерно, точка
С для каждого периода движется также равномерно (передаточное
отношение внутри каждого периода мы взяли постоянным). Так как
мы знаем передаточные отношения для обоих периодов движения
верхней подушки, то мы можем найти желательные значения от-
Рю Рю
ношений скоростей —-; —- и т. д.
в' в
1 2
Теперь выберем полюс и в любом масштабе (не нужно знать •ве-
личины скоростей, достаточно знать величины их отношений)
построим планы скоростей для всех четырех положений (рис. 50).
В векторном уравнении Vb- = Vb + Vb'b мы знаем направление
векторов vb и Vb- и их отношение. Откладываем в любом, удобном
для нас, масштабе скорости точки А (J. к AOJ и в том же масштабе
откладываем скорость точки Бх для всех четырех положений. Ве-
vA • ОВ’
личину скорости vb' определяем по уравнению Vb' — —, а
направление перпендикулярно ОБ'. Передаточное отношение для
исследуемого положения — холостой ход или рабочий—нам из-
вестно, скорость vA уже построена на плане скоростей. Так же мы
D / О\В
можем построить и скорости точек БI vb = vA , а направление
_]_ОБ, ОВ2 и т. д.). Соединяя концы векторов vB и vB-, получаем
* sc = s.
vc. CR с Огв . с с ОВ’ с »с. ОВ’
VA ’ S ~Sa °lA ’ SB' Sc 0C ’’* VA • 0C '
194
величину и направление относительной скорости Vjyn. Направле-
ние этого вектора будет параллельно касательной к профилю ку-
лачка. Следовательно, мы нашли направление касательных к про-
ектируемому профилю кулачка в точках В1, В2, Bs и т. д.
Примем за базу построения точку В4 и проведем через нее ли-
нию, параллельную относительной скорости В момент сов-
-£>д-£>
падения точек В4 и В4 точки Вг, В2 и В3 сместятся по часовой стрел-
ке (кулачок при рабочем ходе поворачивается по часовой стрелке)
на углы Л1О1Л4; А2О1А4 и A SC\^4. Графическим построением нахо-
13*
195-
дим положение точек Bt, В2 и В3, через которые проводим линии,
параллельные соответствующим относительным скоростям, и по-
вертываем их на соответствующие углы.
Графически это проще выполнить так: из центра Ог проводим
окружности, к которым линии аа, ЪЪ, сс и с'с' (линии параллель-
Рис. 51. К проектированию
электромеханического привода.
точно определить максимальную
Проверим угол давления. Дл1
типа допустимый угол давления
ные относительным скоростями
проведенные через точки Blt
В2, В3, Ь’з—4) касательные. Тог-
да при повороте точек В отно-
сительно Ог они останутся каса-
тельными к этим окружностям.
Теперь через точки Blt В2, В3
и В4 проводим кривую, каса-
тельную к линиям аа, ЪЬ, сс, ко-
торая будет теоретическим про-
филем кулачка, обеспечиваю-
щим заданные передаточные от-
ношения.
Если бы захотели иметь мень-
шие инерционные нагрузки при
начале движения верхней по-
душки (плавное движение по-
душки), то в точке Сх скорость
vc должна быть небольшой.
Тогда на плане скоростей отно-
сительная скорость vb’b будет
определяться отрезком ВХВК.
Пользуясь вышеизложенной ме-
тодикой построения, вверху
спроектирован скорректирован-
ный профиль кулачка, обеспечи-
вающий плавное движение верх-
ней подушки (рис. 49, б).
Для уточнения можно по-
строить план ускорений и более
силу инерции.
t коромысловых кулачков такого
примерно 80°. Допустимый угол
давления можно определить из известного уравнения:
I
196
где I — длина коромысла, I = 125;
/ — коэффициент трения, / = 0,1;
г — радиус шарнира О',
к3 — коэффициент запаса, к3 = 10. Тогда допустимый угол
давления будет 85°. У нас для первого и второго профилей мак-
симальные углы давления меньше допускаемого (76° и 66°).
Для более простых схем удобны и аналитические методы реше-
ния. У электромеханического пресса ГПС холостой ход верхней
подушки осуществляется при помощи кулисного механизма.
На рис. 51 показана кинематическая схема электромеханиче-
ского привода к прессу и исполнительного механизма (привода к
подушке). Такая схема механизмов привода у пресса ГПС.
Электродвигатель упругой муфтой соединен с червяком. Чер-
вячная шестерня, кулачок ОС и коромысло ОБ жестко закреплены
на кулачковом валу. Ролик В коромысла ОБ входит в кулису В',
жестко закрепленную на главном рычаге С'О^А пресса. На верх-
нем конце главного рычага закреплена верхняя подушка (в точ-
ке Л), а на нижнем конце — ролик С, который катится по кулачку
ОС в период прессования (рабочего хода подушки).
При верхнем положении подушки ролик С' не касается профи-
ля кулачка, так как ролик В отвел кулису главного рычага. Сле-
довательно, в период холостого хода ведущим является ролик В
коромысла кулачкового вала.
На рисунке показаны пять положений механизма привода хо-
лостого хода подушки.
При подходе к позиции Вь ролик В3, продолжая движение вмес-
те с ведущим коромыслом ОБ по часовой стрелке, выходит из кон-
такта с кулисой В', а ролик С в позиции С'5 входит в контакт с
кулачком ОС.
Рабочий работает стоя на нескольких прессах (2-х, реже 3-х)
и поэтому уровень нижней подушки от пола принимаем 1000 мм,
вылет главного рычага AOt — 400 мм (как на прессе ГПС). Кон-
структивно принимаем: ООГ — 440 мм и О1С1 — 330 мм.
Выбранные размеры механизма определяют параметры дви-
жения главного рычага в период холостого хода. На рис. 52, а
показан годограф скоростей для точки Б . По соотношению плеч
легко определить скорость точки А и, следовательно, передаточное
отношение механизма холостого хода
wk v^B’
1 = 1оО(1ч и юо, = = ~ов^ '
р
Для некоторых конструкций надо учесть передаточное отно-
197
шение ременной передачи к валу червяка (японский пресс с эле-
ктромеханическим приводом, ташкентская конструкция пресса
ГПС).
Построение плана скоростей ничего специфического не имеет
и пояснений не требует. Угол поворота коромысла О В принимаем
90°, а время движения подушки во время холостого хода — 1 сек
(ранее мы указывали причины такого выбора). Тогда угол поворо-
та главного рычага пресса 53° 50' (определяем методом засечек).
Скорость вращения
кулачкового вала пк = об /сек, или
15 об/мин. Передаточное отношение червячной пары 1Ч = — =
930
= = 62. Максимальный вес верхней подушки G = 72 кГ
Х£)
и высота подъема Н = ОгА sin р = 400 sin53°50' = 323 ль».
Коэффициент полезного действия принимаем 0,4 ^пч —
= • Тогда потребная работа электродвигателя в период
холостого хода (Лх) определяется работой подъема подушки и по-
198
терями на трение
. GH 72 - 0,323 Со л
А-? = — = —------- = 58 кГм.
Ц 0,4
Так как технологический цикл пресса равен 40—60 сек и из
них электродвигатель работает примерно 4 сек, то можно допустить
его перегрузку, не опасаясь нагрева, лишь бы момент не достигал
опрокидывающего. Для применяемых нами электродвигателей
опрокидывающий момент в 1,8 раза больше номинального. Берем
коэффициент перегрузки к = 1,7 < 1,8. Тогда потребная мощность
в период холостого хода
Wx = T02ktx = 102.1,7-1 = 0,324 квт’
Так как передаточное отношение во время холостого хода пе-
ременно, то нам надо проверить потребную мощность электродви-
гателя по максимальному моменту сил сопротивления AZxmax.
Зная передаточное отношение червячной пары, отношение плеч
(рис. 51) и отношение скоростей (по рис. 52, а), легко найти
передаточное отношение всей кинематической цепи для каждого
положения механизма гх, = 152, гХ2 = 76, iXs = 65 и iXt = 166.
Передаточное отношение в пятом положении характеризуется
режимом рабочего хода.
Построение плана ускорений также не имеет ничего специфи-
ческого. Построив его (рис. 52,6), легко убедиться, что максималь-
ная сила инерции подушки равна 10 кГ, а в третьем положении,
когда передаточное отношение минимальное, всего 1 кГ.
Так как в третьем положении механизма передаточное отноше-
ние минимально, то максимальный момент, приведенный к валу
электродвигателя, будет в этом положении.
Момент главного рычага Мр= G(C\C) cos 0 -f- — (OtC) =
М 3
= 27 кГм. Момент на валу электродвигателя Мэ тЯХ = =
(min
27
= — = 0,41 кГм. Потребная мощность электродвигателя
оо
_ Мл _ Qi41.930
^8-Р “ 975 к - 975 -1,7 ~ Кет'
Увеличение передаточного отношения вначале движения по-
душки оправдано, так как сглаживает рывок (уменьшение ус-
199
будет iOO1
корения при начале движения). Также целесообразно и снижение
скорости в период выхода ролика из кулисы. Есть основания счи-
тать, что кулисный механизм холостого хода имеет вполне прием-
лемые показатели.
Мы уже указывали, что из-за переменной толщины полуфабри-
ката начало рабочего периода движения верхней подушки может
произойти несколько раньше или несколько позже. Поэтому в пе-
риод рабочего цикла мы программируем постоянное, большое пе-
ременное отношение кинематической цепи привода подушки.
Это может быть обеспечено движением от кулачка, профиль ко-
торого имеет форму архимедовой спирали (постоянное приращение
радиуса кулачка), формула которой в полярных координатах
R - RB + «ф.
где R — расстояние от точки спирали до центра кулачка;
Ra — начальный радиус кулачка (конструктивно выбираем
равным 200 мм);
а — постоянная спирали;
Ф — угол поворота образующей спирали.
При величине рабочего хода подушек 9 мм (величина деформации
компенсационных пружин) величина перемещения ролика С бу-
дет равна 7,5 мм (учитывая соотношение плеч OYC' и ОХА).
Электродвигатель выключается автоматически, по достижении
заданного усилия прессования. Для этого конечный выключа-
тель получает импульс от нижней подушки, величина перемещения
которой определяет величину деформации компенсационных пру-
жин, а следовательно, и величину усилия прессования.
Определим желательное передаточное отношение всей кинема-
тической цепи привода в период прессования. Путь точки кулачка
С будет равен 7?ф, а ролика С за тот же угол поворота ф — а<р.
Тогда передаточное отношение от вала кулачка к главному рычагу
wo
wo,
матической цепи
is i4ioot-
vpOjB'
—. Общее передаточное отношение кине-
Максимальный момент на валу главного рычага MP=Q (ОХЛ), а на
валу кулачка Мв = Mvlioot, на валу электродвигателя
Qa^A) 975 ^.
Мэ =
WB =
‘чПп(01С')
CanB(0i4)
975i4nn* (f\C) '
200
Все обозначения те же, что и при расчете мощности для периода
холостого хода, Q — предельное каталожное давление на полу-
фабрикат. У пресса ГПС а = 5 мм, потребная мощность электро-
двигателя
w _ 4000 - 0,005 • 0,4 • 930
62 • 0,4 • 0,33.975 • 1,7
= 0,555 кет.
Действительно, у пресса установлен электродвигатель мощностью
1 кет.
Для возможности установки электродвигателя мощностью
0,52 кет величину а нужно уменьшить до 4,8 мм (—
= 4,8^, а для Wa — 0,6 кет — 5 мм. При а = 5 мм длитель-
£
ность периода рабочего хода будет —- — <p, tp = 1,1 (tx = 1 сек),
что вполне приемлемо, так как после касания верхней подушкой
полуфабриката опасность попадания рук рабочего между подуш-
ками отпадает, и рабочий освобождается.
Уточним коэффициент полезного действия передачи привода.
Силовые и прочностные расчеты ведутся типовыми методами,
преподанными в курсах «Сопротивление материалов» и «Детали
машин». За недостатком места мы их не будем приводить и возьмем
начальный диаметр червяка DB,4 = 40 мм, а модуль т = 5 (как
в прессе ГПС). Как известно,
•п = —zs_r— в
'° tg(a+p) ’
где а — угол наклона винтовой линии;
р — угол трения;
В — коэффициент, учитывающий потери на трение в опорах
привода;
t т
= 4- = °>125> а = 7°7';
_ tg 7°7' _ 7°7'
“ tg 13°7' 0,8 ~ 13°7‘
0,8 = • °>8 = °>43-
Мы привяли т)п = 0,4 < 0,43, разность очень невелика и пересчет
вести не нужно.
Расчет и проектирование пневматического привода. Как из-
вестно, гладильные прессы с поршневым пневматическим приводом
201
изготовляют трех типоразмеров с давлением на полуфабрикат:
1200 кГ, 2500 кГ иБОООкГ. Пневматический привод у прессов раз-
личных типоразмеров отличается количеством пневмоцилиндров и
их расположением. У пневматических приводов прессов ТПП
(5000 кГ) и ПСП (2500 кГ) имеется по два пневмоцилиндра. Некото-
рые различия в рычажной системе совершенно не меняют методику
их расчета.
На рис. 53, а показана кинематическая схема привода пресса
ПСПм. На главном рычаге 1 пресса жестко крепится верхняя по-
душка. В верхнем исходном положении между плоскостями поду-
шек угол равен 40°. Такой подъем подушки при выбранных раз-
мерах рычага достаточен при укладке полуфабриката на нижнюю
подушку.
При выдвижении поршня нижнего цилиндра 9, имеющего воз-
можность поворачиваться относительно оси Оъ, шток 8 поршня через
систему рычагов 2Х—Зг поворачивает главный рычаг 1, и верхняя
подушка переходит в горизонтальное положение, а рычаги 2±—3t
спрямляются (переходят в положение О3, 2, 3 — рис. 53, б). Таким
образом, цилиндр закрытия обеспечивает движение верхней по-
душки вверх и вниз, в зависимости от того, с какой стороны порш-
ня поступает воздух. При односторонней подаче воздуха в цилиндр
открытие производится уравновешивающими пружинами.
Вес верхней подушки уравновешивается пружинами, сила натя-
жения которых достигает 160 кГ при максимальном весе подушки
72 кГ. Сила натяжения уравновешивающих пружин регулируется.
Горизонтальное положение верхней подушки устанавливается из-
менением длины тяги (она выполняется из двух отрезков, соединен-
ных резьбовой втулкой). После того как верхняя подушка займет
горизонтальное положение, автоматически включается воздух в
цилипдр 7 прессования, поршень 6 которого через рычаг 5 давит на
нижнюю подушку 4, сильно сжимая находящийся между подуш-
ками полуфабрикат. Верхняя подушка не может приподняться, так
как рычаги 2—3 находятся в мертвом положении — спрямлены
(рис. 53, б).
Найдем реакцию звеньев механизма в период прессования.
Рассмотрим диаду АОГВ — ВС. В точке А на рычаг 1 (рис. 53, бив)
действует сила прессования Q, равная силе давления нижней по-
душки на верхнюю (Рп) минус вес подушки GnQ = Рп—Ga =
= 2500 кГ. В точке В на рычаг действует сила уравновешиваю-
щей пружины Ру.п= 160 кГ. На соединительное звено СВ (2) в
точке С действует реакция коромысла О3С (3, Т?32), направленная
по звену 2.
202
Составляем векторное уравнение сил, действующих на диаду, и,
согласно принципу Даламбера, сумму всех сил приравниваем нулю:
R&1 + Q Н* Ру.п + ^32 = О-
~+
В векторном уравнении нам неизвестны только величины сил
реакции R01 и /?32 и направление реакции 7?01. Определим величи-
ну силы реакции R32 = R21 из уравнения моментов для звена 1
203
относительно точки
QhQ = /?21^21 4" -^у.П п">
п _ 2500-0,400 —162-0,310 100 — 50 _ 907П г
21 ~ 0,320-------- ~ 0,32 ~ Zy'U K1 •
Теперь можем построить план сил (рис. 53) и определить величину
и направление реакции на оси (\R01 = 4860 кГ.
Определим нужную силу давления на поршень цилиндра прес-
сования. Составим уравнение моментов для звена О2Н. Реакция
нижней подушки па звено ЕОг11
R№ = — = S = 2750 кГ.
4S cos а 11°20'
Составляем уравнение моментов для звена ЕО2Н
Ri6EO2 = Реь (О2Н) sin Р; Реъ = = 530 кГ.
При к. п. д. передачи т]ц = 0,88, усилие Рц.п (Т?7в) давления возду-
ха на поршень
Рц.п = 7?я = Д§- = 600 кГ.
Тогда при давлении воздуха р = 6 ат диаметр поршня опреде-
лится из равенства произведения площади поршня Fa на давление
воздуха р и реакции цилиндра на поршень Д76
Fv = ~ = Я7в + 600 кГ\ Da= = 11,3 см = 113 мм.
У пресса ПСП диаметр поршпя цилиндра прессования Da.a =
= 120 мм.
Зная реакции в шарнирах, легко рассчитать на прочность оси в
точках OtB и т. д., а по моментам и силам — рычаг А'О^В на из-
гиб и тягу и коромысло на продольный изгиб.
На рис. 53, д построен план скоростей для механизма прессо-
вания. Передаточное отношение периода прессования
in = ; Рп.п = Т?7в = = -ДД- = 528 кГ» 530 кГ (см. выше).
Если не надо определять нагрузки на стойки и другие кинема-
тические пары, то методом построения плана скоростей задача ре-
шается быстрее. Величина хода поршпя 5П.П цилиндра прессова-
ния определяется передаточным отношением привода прессования
204
ia и величиной деформации пружин мата 5М
$п.п = SKia.
Так как в период закрытия подушек сопротивления значитель-
но меньше, то реакции в кинематических парах привода для этого
периода нам определять не надо. Расчет на прочность можно вести
по реакциям в период прессования, которые мы уже нашли. Для
определения размеров цилиндра закрытия построим план скоро-
стей механизма закрытия (рис. 53, ё). Для анализа мы выбрали
положение звеньев при оптимальном передаточном отношении.
Составим векторные уравнения скоростей
к к, л к^к В, I К]1Р
Нам надо определить передаточное отношение привода в период
закрытия, т. е. отношение скоростей интересуютцих нас точек, сле-
довательно, можно строить план скоростей в неизвестном масшта-
бе (задаваясь вектором скорости ведущего звена, а не определяя
его, как мы делаем обычно), но и при этом условии в векторном
уравнении скоростей не должно быть более трех неизвестных вели-
чин (одной задаемся, а две определяем построением плана ско-
ростей).
В написанном векторном уравнении мы знаем лишь направле-
ние скоростей Кд-, vk'к > vDtM vk D’ но ие знаем их величин, следо-
вательно, у нас четыре неизвестных. Для решения уравнения за-
меним сумму векторов одинаково направленных скоростей vK1 и
v - (оба _1_С*6£\) вектором их = vKl = ± vK'n ' так как для оп"
Ki\ Ki 1
ределения передаточного отношения привода нам надо знать лишь
величину скорости v в неизвестном масштабе kv. Если мы в этом
же масштабе построим скорости vBl и vA1, то будем знать их от-
ношение к v ,а следовательно, и определим нужные для расчета
К^К
передаточные отношения.
Строим план скоростей (рис. 53,е) и находим v 'к и vD1. Из
подобия находим vB — скорость точки С, а решив векторное урав-
нение vBl = нс, + vBtc„ находим vBt и из подобия vAi.
Приводим силы к точке к поршня и из равенства сил движущих
и сил сопротивления найдем необходимую движущую силу пор-
шня.
205
На рычаг в точке Аг действует сила веса подушки Gn = 72 кГ,
угол между направлением силы веса и скоростью точки AL ра-
VA
вен АгОгА — 40°, тогда приведенная сила веса равна — Ga-X
ХК1
X cos 40° (знак минус — сила создает рычагу момент против ча-
совой стрелки, по движению рычага, значит, в этом положении
сила также движущая).
В точке Ал действует сила инерции подушки Рв = 3 кГ (ранее
мы нашли максимальную величину силы инерции подушки). При-
VA
веденная сила инерции Рв — -——. Сила и скорость направлены
по одной прямой и cos (Ри> ил) = 1. В точке Вх на рычаг действует
сила натяжения уравновешивающих пружин Руп.
Известно общее уравнение движения машины с учетом работы
сил инерции
4д.с = Ас.с + -4с.и-
Работа движущих сил
Al-С = ~
Л^Л А^А|
Работа сил сопротивления (включая и работу сил инерции)
•^с.с + А.и = Py.n^Bt 4" Pw.dSA— GndSAcos4O° —
= Py.nVedt + PuvAdt — GnvA<dt cos 40°.
Подставив в общую формулу и производя сокращения, получим
Vn VA Va
PSB = Ап-1" + Pn-^--Gn cos40° =
XKi KX
160.2,24 + 3 • 2,46 — 72 2,46 „
— 0,88 — Z1U KL .
Отношения скоростей находим из плана скоростей рис. 53, е. Тогда
диаметр поршня цилиндра закрытия
°'--2 ।' -чБ=2 - ’•’2
У ПСП Дц.з — 85 мм > 78 мм.
Расчет и проектирование гидравлического пресса. Расчет и
проектирование пресса ГП-2,5 аналогичен расчету и проектиро-
206
ванию пресса ПСПм. Так же из плана скоростей мы находим силу,
необходимую для преодоления сопротивления при холостом ходе
верхней подушки, а затем по величине силы сопротивления движению
поршня (рис. 54) и давлению масла
(было воздуха) находим размер диа-
метра поршня (Du).
У пресса ГПД-5 один цилиндр
(рис. 55) и рабочая поверхность
поршня
F = _1 л (D2 — Я*).
где D — диаметр поршня;
Dy — диаметр штока (у пресса
ГПД-5 Dy = 40 мм).
Поэтому Рр = ~ рл (D2 — .О*) и при
р = 42 кГ/см2, Dy = 40 мм и Рр =
= 5000 кГ, D = 129,5 мм. У пресса
ГПД-5 D = 130 мм. Пресс ГПД-5
двухпозиционный, у него две подушки
неподвижные: верхняя и нижняя, а средняя
закреплена на подвижном кронштейне 1
(рис. 55), перемещающемся от поршня гид-
роцилипдра по вертикальным направляю-
щим 2. Рабочий укладывает полуфабрикат
на нижнюю неподвижную' подушку, средняя
подушка опускается и полуфабрикат за-
жимается между горячими гладильными
поверхностями. Во время прессования
заложенного полуфабриката рабочий укла-
дывает новый полуфабрикат па верхнюю
гладильную поверхность опустившейся
средней подушки. После должной выдерж-
ки средняя подушка поднимается и при-
жимает уложенный полуфабрикат к непод-
вижной верхней подушке и цикл повто-
ряется. Во время выдержки электродвига-
тель не выключается. Режим работы рас-
Рис. 55. Схема гидрав-
лического привода к
прессу ГПД-5.
считан так, что рабочий все время занят укладкой и съемом
полуфабриката. Такая конструкция дает экономию производст-
венной площади.
207
Другой вариант двухпозиционного пресса это пресс ГП-10.
Здесь «прессоточки» расположены по горизонтали.
Подушка 4 (рис. 56) служит для прессовки воротника, а по-
душка 5 для прессовки манжет. Верхние подушки 2 — для манжет
и 3 для воротника неподвижны. Из ри-
сунка ясно, как могут перемещаться
нижние подушки. Два цилиндра 9 (для
перемещения подушки 4) и 6 (для пере-
мещения подушек 5) при подаче в них
масла под действием пружин 1 и 10 по-
ворачиваются относительно оси А. На
поршнях 8 и 9 соответственно закреп-
лены подушки 4 и 5. После поворота
цилиндров 9 и 6 в вертикальное поло-
жение (подвода под верхние подушки
4) поршни и подушки перемещаются по
вертикали и полуфабрикат зажимается
между горячими гладильными поверх-
2
Рис. 56. Схема гидравли-
ческого пресса ГП-10. ностями. Цилиндры работают пооче-
редно, сначала рабочий укладывает во-
ротник сорочки на подушку 4, в это время прессуются манжеты
на подушках 5, а затем прессуется воротник, а рабочий уклады-
вает манжеты. На схеме цилиндры условно помещены в одной
плоскости, и подушки 2 и 3 повернуты на 90°.
Диаметр поршня
Пр = 2 1/ = 2 = 15,94 см = 159,4 мм.-
v I/ рл 50 • 3,14 ’ ’
У прессов ГП-10 диаметр цилиндра Dv = 160 мм.
§ 4. Материалы, применяемые в швейном
машиностроении
Расчеты, приведенные выше, показывают, что подавляю-
щее большинство деталей швейных машин имеет небольшие объем-
ные напряжения (сжатия, растяжения). Исключение представляет
игла всех машин и некоторые детали у машин с колеблющимся
челноком. Практические наблюдения подтверждают расчеты и
экспериментальные измерения нагрузок (при помощи тензомет-
рии). В самом деле разрушение — поломка деталей швейной
машины явление очень редкое.
208
Детали швейных машин становятся неработоспособными из-за
износа, уменьшения размеров и нарушения запроектированных
зазоров. Большие контактные напряжения также бывают причиной
выхода деталей из строя.
Так как детали швейных машин получают знакопеременную, а
часто и ударную нагрузку, то нельзя их изготовлять из хрупких
материалов, плохо воспринимающих ударпую нагрузку.
Не полезные нагрузки, а силы инерции в основном определяют
объемные и контактные напряжения и износ в кинематических
парах. Поэтому очень важно как снижение веса деталей, так и ра-
циональное размещение их центра тяжести.
Указанным условиям работы вполне удовлетворяют недорогая
поделочная и конструкционная сталь с небольшим содержанием
углерода (Ст. 2, Ст. 3, сталь 20, автоматная сталь 12 и т. д.). Почти
все движущиеся детали и мелкие неподвижные изготовляют из
указанных сталей. Эти стали вязкие, хорошо воспринимают удар-
ную нагрузку и хорошо обрабатываются. Для обеспечения хоро-
ших характеристик износа, как известно, детали из таких матери-
алов подвергаются термообработке. В швейном машиностроении
применяют цементацию (науглероживание поверхностного слоя
детали) трущихся поверхностей с последующей закалкой и циани-
рование. При такой обработке середина детали остается вязкой,
хорошо воспринимающей ударные нагрузки, а поверхности тре-
ния после цементации и закалки достаточно хорошо работают на
истирание.
Пружины изготовляют из высокоуглеродистой инструменталь-
ной стали, иглы из легированной, преимущественно хромистой.
Принимают различные конструктивные меры для уменьшения
инерционных нагрузок. Например, шатун игловодителя быстро-
ходной (5000 об/мин главного вала) машины 97 кл. имеет сечения
относительно сложной конфигурации для увеличения момента
инерции и момента сопротивления с частичным использованием
принципа равного сопротивления. Игловодители быстроходных
швейных машин (3200 об/мин и выше) делают полыми и более ко-
роткими (за счет удлинения направляющих втулок). У полого иг-
ловодителя значительно больший момент сопротивления (вдвое
и более по сравнению с игловодителем того же веса со сплошным
сечением) и при тех же инерционных нагрузках меньшие удельные
давления. Значит, полый игловодитель лучше работает и на изгиб
и на истирание. Центр тяжести звена челночного вала целесообраз-
но разместить на его оси, тогда в подшипниках не будет возни-
кать давлений от уравновешивающих сил инерции и т. д.
«л
209
В настоящее время в машиностроении начинают широко ’ ис-
пользовать пластические материалы, удельный вес которых зна-
чительно меньше, чем у сталей. Однако до сих пор в швейном маши-
ностроении пластмассы используют мало. Шпульки, фронтовые
доски и некоторые мелкие неответственные детали изготовляют из
пластических материалов. Можно с уверенностью сказать, что в
ближайшие годы, по мере увеличения ассортимента пластических
масс с различными физико-механическими свойствами и одновре-
менного изучения поведения деталей из пластмасс в швейных ма-
шинах применять их будут все больше и больше.
Только для корпусов швейных машин бытового назначения при-
меняют легкие сплавы (алюминий, магниевоалюминиевый сплав).
Их применение и для промышленных швейных машин, корпусам
платформу которых пока изготавливают из чугуна, значительно
уменьшит их вес, при относительно небольшом увеличении стои-
мости. Начаты исследования по применению пластмасс для движу-
щихся деталей (например, шатунов). Уже первые исследования по-
казали, что помимо увеличения надежности таких деталей и уз-
лов, в которых они работают, снижается стоимость машины.
Высокие скорости, знакопеременная и даже ударная нагрузки
предъявляют высокие требования к точности и чистоте обработки
ответственных соединений швейных машин. Как и в большинстве
отраслей машиностроения, у нас в основном применяется систе-
ма отверстия.
Для ответственных соединений быстроходных швейных машин
обработку ведут по 2-му кл. точности и чистотой 6—7-го Кл. Под
ответственными соединениями мы имеем ввиду подшипники,валов
быстроходных машин, шарниры шатунов игловодителя, нитепри-
тягивателя и т. д. Огромное значение имеет чистота обработки по-
верхности детали, соприкасающейся с нитью. Известно, что чел-
ноки, детали которых имеют высокую чистоту обработки поверх-
ности, хорошую термическую обработку и достаточную точность
(здесь требования точности относительно невысокие, порядка 3—
4-го кл.) работают безукоризненно. Платформа, рукав, шкивы,
некоторые втулки, детали автоматического останова изготовляю-
тся из серого чугуна (СЧ 15—32, СЧ 18—36). Ковкий чугун, мате-
риал более дорогой, применяется реже.
Условия работы деталей гладильного оборудования и многоопе-
рационных полуавтоматов для склеивания резко отличаются.
Как мы видели из расчетов и основ проектирования такого вида
оборудования здесь определяющими являются полезные нагрузки.
Относительно малые скорости и ускорения приводйт к небольшому
210
удельному весу (значению) динамических нагрузок. Однако и
здесь стремление уменьшить вес машины привело к тому, что
многие детали стали изготовлять сварными, а не чугунными, как
это было раньше. Главные рычаги гладильных прессов, как пра-
вило, Изготовляют сварными. Станины гладильных прессов также
часто сварные.
Рабочие органы — подушки в подавляющем большинстве из-
готовляют из силумина. Большая, чем у чугуна, теплопроводность
и устойчивость к коррозии, меньший удельный вес заставляют
предпочесть более дорогой силумин. Высокая теплопроводность
очень важное свойство для материала подушки, так как опа улуч-
шает тепловой градиент подушки, уменьшает разницу температу-
ры у различных точек поверхности и т. д. Поэтому более высокая
стоимость материала окупается улучшением технологического
процесса обработки.
Для деталей привода применяют серые чугуны III (СЧ 12—28)
и II классов, а также поделочную малоуглеродистую сталь.
В нагревательных элементах применяют материалы с высоким
сопротивлением (нихром, фехраль), теплоизолирующие материалы
(асбест, стеклянная вата и т. д.).
14*
Раздел II
Типовые машины швейного производства
и основы их проектирования
Глава
I. Основы проектирования машин швейного
производства
§ 1. Этапы создания новых машин
Возникновение задач на проектирование новой маши-
ны, разработка технологического и технического заданий.
Швейная промышленность развивается в соответствии с общим
планом развития народного хозяйства СССР, в котором определе-
ны основные задачи и направления технического прогресса каждой
отрасли. Они охватывают все важнейшие факторы, определяющие
прогресс: совершенствование технологии и организации произ-
водства, комплексную механизацию и автоматизацию, изыска-
ние и применение новых материалов как в швейной промышлен-
ности, так и швейном машиностроении. Во всех случаях имеется
в виду стремление к максимально возможному на данном этапе
повышению производительности труда, улучшению качества швей-
ных изделий и созданию условий труда, соответствующих социа-
листическому производству. Задачи по проектированию новых ма-
шин определяются принятым направлением и в соответствии с этим
могут возникать из различных условий.
Применение новых технологических методов поузлового изго-
товления швейных изделий с применением клея вызвало необхо-
димость создания целого ряда принципиально новых машин-полу-
автоматов таких, как ОВК, ОНК и прессов, оснащенных новыми
видами подушек.
Широкое внедрение в швейную промышленность новых мате-
риалов с большим содержанием искусственных и синтетических
волокон выдвинуло перед конструкторами задачу,разработки более
совершенных автоматических устройств по регулированию и кон-
212
тролю режимов ВТО. Возникла необходимость создания новых
машин и оснащения существующих дополнительными механиз-
мами, например, механизмами, обеспечивающими стачивание тка-
ней без посадки и стягивания строчкой.
Специализация производственных процессов, обеспечившая
более устойчивое разделение труда, значительно повлияла на ха-
рактер технологического оборудования. Появилась возможность
применения, а следовательно, и необходимость создания более
производительных специальных и специализированных машин,
оснащенных различными приспособлениями в соответствии со
спецификой каждой технологической операции. Если ранее реша-
лись задачи проектирования отдельных машин, то сейчас возникла
новая задача создания комплектов машин для оснащения техно-
логически завершенных участков производственного процесса.
Из изменения организационных форм производственных про-
цессов и организационной структуры предприятий вытекает не-
обходимость изменения, совершенствования и создания новых
транспортных средств и системы диспетчерского управления.
При решении задач комплексной механизации и автоматиза-
ции производственных процессов конструктору приходится рабо-
тать над созданием новых агрегированных машин, находить кон-
структивные решения агрегирования существующих, внося в них
изменения или дополнения, разрабатывать системы автоматиче-
ского управления и т. д.
Создание новой или усовершенствование существующей маши-
ны вызывается иногда необходимостью улучшения качества выпол-
нения операции или облегчения условий труда рабочего.
Новые научные открытия и достижения в других отраслях про-
мышленности прогрессивно отражаются и на производстве одежды.
В связи с этим постоянно возникают задачи по совершенствованию
технологии и созданию новых видов оборудования. Так в швейной
промышленности нашли применение токи высокой частоты для
скрепления деталей одежды из пластических материалов, полупро-
водники — для обогрева рабочих поверхностей подушек, электрон-
но-счетные машины — для расчета кусков тканей, программирую-
щие устройства — для управления машинами автоматического дей-
ствия. В дальнейшем найдут применение в производстве одежды
ультразвук, изотопы и радиоэлектроника.
Конструктор, разрабатывая новую машину, должен умело соче-
тать все требования как непосредственно вытекающие из поста-
новки задачи на проектирование, так и из связей между всеми ос-
новными факторами, определяющими технический прогресс швей-
213
нои промышленности в целом, имея в виду перспективы ее раз-
вития.
Новая машина возникает в результате творческих усилий боль-
шого коллектива людей, прямо или косвенно участвующих в ее
создании па определенных этапах работы, начиная с постановки
задачи па проектирование и кончая внедрением машины в промыш-
ленность.
Процесс создания машин состоит из следующих основных эта-
пов: 1. Разработка технологического и технического заданий на
проектирование новой машины. 2. Проектирование и конструи-
рование машины. 3. Изготовление опытных образцов. 4. Произ-
водственные испытания опытных образцов. 5. Утверждение к се-
рийному производству и уточнение технической документации.
6. Организация серийного производства. 7. Внедрение новых ма-
шин в промышленность.
Задачи на проектирование повой машины ставятся в форме тех-
нологического задания.
В технологическом задании определяется назначение машины,
область ее применения, формулируются основные технологические,
эксплуатационные и другие требования, которым должна удовлет-
ворять новая машина при ее использовании в определенном техно-
логическом процессе.
Техническое задание является первичным документом, на ос-
новании которого ведутся все дальнейшие разработки по проекти-
рованию и изготовлению новой машины. Учитывая то, что от пра-
вильности постановки задачи зависит правильность ее решения,
этому документу придают большое значение. Разработку техно-
логических заданий обычно поручают отраслевому научно-иссле-
довательскому институту (например, ЦНИИШП).
Процессу разработки технологического задания предшествует
ряд подготовительных исследовательских работ, направленных на
изучение современного состояния вопроса и изыскание наиболее
рациональных методов его решения с учетом перспективы.
Основные этапы работы над технологическим заданием, вклю-
чая подготовительные: 1. Критический анализ существующих ме-
тодов выполнения операции, для которой создается новая машина.
2. Критическая оценка машин, механизмов, приспособлений, при-
меняемых в настоящее время для выполнения данной или анало-
гичных операций. 3. Выбор, уточнение или разработка нового тех-
нологического метода выполнения операции. 4. Расчет экономи-
ческой эффективности применения новой машины.' 5. Составление
технологического задания.
214
В процессе работы над первыми двумя этапами собирается, си-
стематизируется и обобщается имеющийся в швейной промышлен-
ности опыт выполнения данной операции, выявляются основные
параметры и режим обработки, рассматриваются применяемые в
различных случаях машины как с точки зрения их технологическо-
го соответствия для выполнения данной операции, так и соответ-
ствия техническому уровню. Все полученные материалы крити-
чески анализируют с целью выявления рациональных элементов,
которые могут быть использованы при выборе нового метода вы-
полнения операции и проектировании новой машины. Результаты
используют при разработке третьего этапа.
Третий этап следует считать основным, потому что здесь окон-
чательно определяется не только наиболее рациональный способ
выполнения операци, но уже по существу возникает образ самой
машины, ее рабочие органы, их форма, размеры, характер, взаи-
модействия. Работа над третьим этапом сопровождается экспери-
ментами, изготовлением действующих макетов, научно-исследо-
вательскими работами, подтверждающими возможность эффек-
тивного применения предполагаемого технологического метода
выполнения операции. В каждом случае разрабатывают несколько
вариантов, из них выбирают лучший, его и принимают за основу.
Варианты оценивают, сравнивая их с существующими маши-
нами по основным технико-экономическим показателям: качество
выполнения операции, производительность, затраты на изготов-
ление и эксплуатацию, экономия электроэнергии, материалов,
производственной площади, высвобождение рабочих и т. д. Ввиду
отсутствия опытных данных предполагаемая эффективность опре-
деляется расчетным путем.
Убедившись в правильности принятого решения, приступают к
составлению технологического задания. Какой-либо определен-
ной узаконенной формы технологического задания не существует.
В каждом конкретном случае она может быть изменена в соответ-
ствии со спецификой проектируемой машины. Важно лишь то,
чтобы в задании имелись все исходные данные, необходимые и до-
статочные для проектирования новой машины.
В технологических заданиях на проектирование новых машин
должно быть определено следующее:
1. Наименование, назначение и область применения новой
машины.
Наименование и назначение определяется по основным опера-
циям, для выполнения которых машина предназначена, а область
ее применения — перечнем других операций, на которых она
215
может быть использована в определенных условиях технологиче-
ского процесса, а также видами изделии, тканей или других
полуфабрикатов, на обработке которых машина может быть успеш-
но использована. Например, стегальная машина СМ-2 предназна-
чена в основном для стежки лацканов и подворотников, но опа мо-
жет быть использована и для выполнения некоторых подшивочных
операций (подшивка внутреннего края кромки, низа платья).
На тонких тканях она работает неудовлетворительно. Это ограни-
чивает область ее применения.
Когда машину проектируют в нескольких вариантах, то указы-
вают наименование, определяют назначение и область применения
каждого варианта.
2. Основные сведения о технологических операциях, выполняе-
мых машиной. Они должны включать: точные наименования опе-
раций и изделий; подробное описание операций и технологических
схем (рис. 57), их выполнение с указанием основных приемов;
основные параметры, определяющие конструкцию узла; технологи-
ческие параметры режима обработки. Например, для швейных ма-
шин указывают: тин стежка (цепной, челночный, однониточный,
двухп точный); вид и параметры строчки (линейная, пунктирная,
зигзагообразная, потайная, расстояние между строчками, ширина
зигзага); вид шва, его конструкция и основные параметры (шири-
на подгибки, ширина канта, шов с закрепкой или без закрепки).
Способ и приемы выполнения операции характеризуются указа
нисм, например, о том, что подгибка выполняется предварительной
заутюжкой или непосредственно на машине с помощью специаль-
ного приспособления (рубильника, запошивальника), а посадка
ткани создается предварительной выметкой или самой машиной в
процессе шитья.
К технологическим параметрам и параметрам, определяющим
эксплуатационный режим работы машины, относят давление при-
жимной лапки, скорость работы машины и возможность ее регули-
рования, величину и пределы регулирования посадки ткани
и т. д.
Для оборудования ВТО, характеризуя технологические опера-
ции, отмечают параметры обработки (влажность, температура, дав-
ление, выдержка времени) и пределы их регулирования; форму’ и
размеры изделия и соответствующую им форму и размеры поду-
шек; вид покрытия подушек, обеспечивающий качественное вы-
полнение операции (без лас); способ увлажнения (вода пли пар,
пульверизация или пропариваппе, дозировка увлажнения); на-
личие или отсутствие проутюжпльника; технологический эффект
216
5
г з
Рис. 57. Технологическая схема работы машины для сборки и обработки
низа рукавов:
а. — укладывание рукава 1 на пружинный мат; б — опускание откидного упора 2 и
укладывание по нему прокладок 5; в — опускание внутреннего шаблона 4; г — подъ-
ем откидного упора 2; 0 — загибка низа рукава и шлицы внешними шаблонами 5;
е — вывод внутренних шаблонов 4; ж — прессование изделия верхней подушкой 6;
з — открытие прессами съем обработанного изделия.
обработки (пропрессовка, утонение, сутюжка) и его количествен-
ные показатели (степень утонения).
3. Характеристика материалов. В этом разделе задания дается
точное наименование и подробная характеристика тканей, при-
кладных материалов, фурнитуры и других полуфабрикатов, вхо-
дящих в обрабатываемый узел изделия. Наряду с обычными ма-
териаловедческими данными, характеризующими определенный
круг физико-механических свойств полуфабриката, особо подчер-
кивают свойства и параметры, влияющие на выбор конструкции
узлов и механизмов машины: осыпаемость; чрезмерная растяги-
ваемость в определенных направлениях; легкость или затрудни-
тельность посадки; действие на ткань рабочих органов (прору-
баемость иглой, спекание под действием ножа закройной машины);
число сложений и толщину отдельных тканей в пакете как в сво-
бодном, так и сжатом состоянии под действием, например, при-
жимной лапки; размеры пуговиц, крючков, петель, кнопок; чи-
сло сложений нитей, плотность, направление крутки и характер
апрета и др.
4. Требования к качеству выполнения операции. Формулируя
требования к качеству операции, необходимо четко и ясно вы-
явить основные факторы, которые могут служить критериями для
определения качества. При этом нужно учитывать предыдущие и
последующие операции, так как качество их выполнения зависит
друг от друга. Если, например, новая машина предназначается
для выполнения операции «обтачка борта» после выметки, то на-
ряду с требованиями, предъявляемыми к основной операции (ли-
нейность строчки, параллельность ее краю ткани, равномерность
и хорошая затяжка стежков с переплетением нитей внутри тканей)
нужно обязательно подчеркнуть, что при выметке, т. е. при вы-
полнении предшествующей операции, должна быть обеспечена
правильность распределения посадки тканей на определенных уча-
стках и выдержано определенное расстояние выметочной строчки
от края борта. Если какое-либо из указанных требований не бу-
дет выполнено, то это затруднит или вообще не позволит хорошо
выполнить основную операцию. Например, если выметочпая строч-
ка расположена близко к краю, то она будет зашита обтачной
строчной и пить временной строчки нельзя будет удалить. Если
же основная обтачная строчка стянет ткани или зафиксирует не-
правильную посадку, то последующая утюжка не исправит до-
пущенный дефект. Неправильная обработка испортит внешний вид
изделия, что проявится в плохом прилегании лапкана, выгнуто-
сти углов, выпучивании тканей в зоне петель.
218
Требования к качеству специфичных операций, выполнение
которых зависит от работы машины, приведены ниже.
Основные требования к качеству настилания тканей: точность
длины настила в каждой секции; соединение составных полотен
лишь по линии секции с обязательным заходом тканей друг на дру-
га в месте стыка на более чем по 1,0—1,2 см-, одинаковая длина
полотен в настиле; равнение кромок всех полотен по одной стороне
пастила; отсутствие перекоса, чрезмерного натяжения тканей в на-
стиле, морщин или складок; прямолинейность линии отрезания
тканей и перпендикулярность ее кромкам.
Хорошее качество раскроя тканей определяется такими пока-
зателями, как правильность формы и точность размеров деталей
во всех слоях разрезаемого настила, чистота среза, отсутствие
зазубрин, зарезов, взлохмачивания, вытягивания нитей из края
тканей, оплавления или прижога среза, недопустимость запыле-
ния тканей наждачной пылью точильного аппарата, загрязнения
эмульсией смачивания ножа или смазкой.
Качество строчки определяется: соответствием линии строчки
контуру обрабатываемой детали; правильностью расположения
стежков; равномерностью величины стежков по всей длине строч-
ки; правильностью переплетения нитей в строчке; отсутствием
прохватов или незахватов тканей иглой в потайных строчках; от-
сутствием пропуска стежков; недопустимостью стягивания ткани
строчкой; беспосадочностью; отсутствием обрывов нитей; хорошим
закреплением концов строчки для предохранения ее от распу-
скания.
Основные требования, обеспечивающие хорошее качество вы-
полнения операций ВТО: правильность формы обрабатываемого
узла; соответствующая величина утонения, степень пропрессовки,
сутюжки; хорошее прилегание срезов ткани в разутюженном или
заутюженном шве; отсутствие лас, подпалов, замипов, складок;
достаточная степень просушки.
Для каждого требования, характеризующегося количествен-
ными показателями (величина утонения, равномерность стежков,
точность промера и т. п.), необходимо установить критерий точ-
ности обработки, указав допустимые отклонения. В противном
случае выдвинутое требование будет беспредметным, так как аб-
солютной точности практически достичь невозможно. Отсутствие
этих данных лишает конструктора возможности правильно ре-
шить задачу выбора точности проектируемого механизма.
5. Требования к основным рабочим органам и механизмам ма-
шины. В технологическом задании должны быть сформулированы
219
требования к рабочим органам и механизмам машины, вытекаю-
щие в основном из технологии. Выдвигая эти требования,
технолог в определенной мере может влиять на ход решения
задачи проектирования повой машины, но лишь в такой мере, что-
бы не стеснять инициативы конструктора в выборе наиболее ра-
ционального решения. Технолог, например, должен отметить, что
в соответствии с характером операции игла должна двигаться воз-
вратно-поступательно, оставив право выбора типа механизма за
конструктором. В данном случае конструктор, сообразуясь не
только с технологическими условиями, может принять криво-
шипно-шатунный, рычажный или другой механизм иглы.
Для уяснения требований, которые могут быть выдвинуты в
технологическом задании, приведем несколько примеров. В тре-
бованиях к игле и механизму, приводящему ее в движение, нужно
указать: а) тип, группу и номер игл в соответствии с ГОСТ. В спе-
цифичных случаях, когда требуется игла, не предусмотренная
ГОСТ, нужно отметить ее особенности; б) характер движения иг-
лы (по дуге окружности, прямолинейное, по горизонтали или вер-
тикали); в) под каким углом должен происходить прокол ткани
иглой. Для изогнутых игл иногда требуется указать направление
прокола (справа, слева, от рабочего, к рабочему). Это зависит от
операции. Например, хорошая подшивка кромки обеспечивается,
когда игла колет в кромку, а не в ткань возле кромки; г) количество
игл в машине и их взаимное расположение; д) возможность отклю-
чения игл. Здесь иногда технолог должен подсказать конструктору
приемлемый способ отключения. Нельзя, например, при выполне-
нии двухлинейной строчки с поворотами под углом предусмотреть
отключение одной из игл отводом ее в горизонтальное положение,
так как образовавшийся при этом излишек нити после включения
этой иглы приведет к образованию петли в строчке, что недопу-
стимо.
В требованиях к двигателю ткани подчеркивают: а) необхо-
димость обеспечения бесносадочности строчки или строчки с опре-
деленной посадкой; б) маневренность, т. е. возможность испол-
нения на машине строчек сложной конфигурации; в) реверсив-
ность работы двигателя ткани, т. е. возможность перемещения
ткани в прямом и обратном направлении, что необходимо, напри-
мер, при закреплении конца строчки; г) в специальных и выши-
вальных машинах — характер перемещения ткани в соответствии
с заданной строчкой.
В требованиях к челноку указывают: а) емко'сть шпули, вы-
раженную в погонных метрах длины нити определенного номера;
220
б) необходимость обеспечения нужного характера переплетения
нити; в) недопустимость ракручивания нити челноком в процессе
работы машины.
Говоря о механизмах, обеспечивающих подачу нити, отмечают:
а) необходимость правильности затяжки стежков в строчке; б) воз-
можность освобождения нити в определенные периоды работы ма-
шины, например, при удалении изделия по окончании работы или,
наоборот, зажима нити, чтобы в начале строчки конец нити не вы-
скочил из ушки иглы.
В требованиях к прижимным лапкам или другим устройствам,
фиксирующим положение ткани в процессе работы машины, должны
быть указаны: а) усилия прижима; б) периодичность или постоян-
ство действия; в) условия, гарантирующие свободу перемещения
полуфабриката; г) отсутствие отрицательного влияния на качество
изделия, например, недопустимость повреждения поверхности
обрабатываемого материала (лаковых покрытий, апретов).
Во всех случаях в требованиях к механизмам отмечают не-
обходимые технологические регулировки и определяют пределы
регулирования. Для двигателей ткани универсальных машин ука-
зывают, например, на необходимость получения определенной ве-
личины стежков при прямом и обратном ходе; для петельных
машин — возможность регулирЪвания длины петли; в нитеподаю-
щих механизмах и челноках — возможность регулирования на-
тяжения нити; в механизмах иглы и челнока — возможность ре-
гулирования положения иглы по челноку или челнока по игле
при смене иглы и нити. Что касается регулировок, связанных с
общей наладкой машины, то они в компетенцию технолога не вхо-
дят и в технологическом задании не отражаются. Эту задачу ре-
шает конструктор, проектирующий машину.
6. Эксплуатационные требования. Этот раздел технологиче-
ского задания должен содержать все основные данные, обеспе-
чивающие нормальные условия эксплуатации машины в про-
изводственном процессе: а) характеристику производственного
процесса, место машины в процессе и условия ее установки на ра-
бочем месте. О швейной машине, например, должно быть сказано,
что она устанавливается в конвейеризированном потоке, где изго-
товляют мужские сорочки, монтируется па стандартном рабочем
месте, оснащенном индивидуальным электродвигателем с фрик-
миопом; б) примерные габариты машины, обусловленные ее раз-
цещепием в процессе; в) рабочий вылет машины в соответствии с раз-
мерами обрабатываемых деталей; г) производительность маши-
ны. Например, для швейной машины производительность будет
221
задана числом стежков в минуту, для прессов—количеством рабо-
чих циклов в смену, для закройных машин — скоростью разреза-
ния тканей в настиле; д) количество обслуживающих машину рабо-
чих; е) условия, обеспечивающие удобство управления маши-
ной и ее обслуживания; ж) требования техники безопасности
и охраны труда, вытекающие из специфики выполняемой опера-
ции. Например, предусмотрен щиток, защищающий лицо рабоче-
го от травмирования сломавшейся иглой, предохранитель от про-
кола пальцев в швейных машинах, защита от действия тепла в
прессах, удаление пыли от заточных устройств. Общие тре-
бования техники безопасности в технологическом задании не
отмечаются. Их учитывает конструктор, проектирующий ма-
шину.
7. Требования к внешнему виду машины. Эти требования вы-
текают из условий эксплуатации машины, характера технологи-
ческой операции, вида изделий и учитывают современные требова-
ния эстетического характера. В них подчеркивается, например,
необходимость придания головке швейной машины современной
обтекаемой формы; окраска в светлые тона машин, работающих
на бельевых или других светлых тканях, чтобы легко было обна-
ружить загрязнения; выделение мест смазки яркой краской для
облегчения их нахождения; полирование поверхностей деталей,
соприкасающихся с нитью или тканью для уменьшения сопро-
тивления; придание гладкой поверхности матового оттенка для
рассеивания отраженного света, утомляющего зрение рабочего.
Для машин, работающих с применением влаги или других ве-
ществ, способных вызвать коррозию, подчеркивается необходи-
мость защитных антикоррозийных покрытий. Например, в требо-
ваниях к гладильным прессам указывают, что детали пружинного
мата нижней подушки должны быть изготовлены из антикорро-
зийного материала.
8. Требования комплектности машины. Необходимость ком-
плектования машины различными устройствами, приспособлени-
ями, сменными деталями, инструментом определяется как харак-
тером технологической операции, выполняемой на данной машине,
так и условиями ее эксплуатации. В требованиях к швейным ма-
шинам предусматривают, например, комплектование машин различ-
ными рубильниками, запошивальниками, направляющими или ограни-
чительными линейками, сменными лапками. В комплект машин, на
которых выполняют художественные строчки, должны входить смен-
ные распределительные диски, обеспечивающие выполнение раз-
личных строчек. В задании дается перечень инструментов, необ-
222
ходимых для обслуживания машины или выполнения дополни-
тельных операций (например, обрезка нити).
Иногда подчеркивают необходимость увеличения в комплекте
машины количества некоторых запасных частей. Вышивальные
машины следует комплектовать большим количеством шпуль, чем
обычные стачивающие, учитывая что при работе на вышивальной
машине приходится применять нити разных цветов и часто менять
шпули. В некоторых случаях количество запасных частей увели-
чивают, учитывая тяжелые условия работы машины, или на пе-
риод ее освоения.
Иногда наряду с основной машиной, предназначенной для вы-
полнения технологической операции, приходится предусматри-
вать проектирование вспомогательных машин, работа которых
не связана непосредственно с технологическим процессом изго-
товления одежды. Примером могут служить вышивальные полуав-
томаты, для обеспечения работы которых созданы дополнительно
две машины: картонасекальпая, для изготовления перфориро-
ванной ленты, управляющей работой полуавтомата, и копиро-
вальная — для размножения этих лент. Каждая вспомогательная
машина обслуживает несколько основных. Количественное со-
отношение выпуска основных и вспомогательных машин опреде-
ляется в зависимости от их производительности, объема внедрения
или, например, в данном случае от срока службы перфорирован-
ной ленты. Картонасекальные и копировальные аппараты выпу-
скаются по одному на 10—15 вышивальных полуавтоматов.
В этом разделе технологического задания говорится и о том,
должна ли машина поступать заказчику в комплекте с рабочим
столом, осветительной арматурой, всеми видами приспособлений
ит. д., или же некоторые виды дополнительных устройств дол-
жны заказываться отдельно. Определяется комплектность первых
партий машин и их комплектность в последующих партиях се-
рийного выпуска.
В конце технологического задания подчеркивается необходи-
мость приложения к каждой машине паспорта и инструкции по ее
эксплуатации.
Техническое задание на проектирование новой машины раз-
рабатывается научно-исследовательским институтом швейного
машиностроения или конструкторским бюро машиностроительного
завода, которому поручено проектирование и изготовление новых
машин.
В основу технического задания закладываются все требования,
сформулированные в технологическом задании, конкретизиру-
223
ются и развиваются вопросы, подлежащие разработке при проек-
тировании новой машины, но уже не только с точки зрения
технолога-швейника, а конструктора и технолога-машинострои-
теля.
Проиллюстрируем на нескольких примерах разницу в освеще-
нии аналогичных вопросов в технологическом и техническом за-
даниях,
Технологическое задание
Дано общее назначение машины
и круг технологических операций
в предположении, что все они будут
выполняться на одной машине
Задана производительность чис-
лом стежков в минуту
Сформулированы требования к
рабочим органам и механизмам:
задана емкость шпули;
сформулировано требование к
двигателю ткани, например беспо-
садочность строчки
В требованиях к качеству вы-
полнения операции подчеркнута не-
обходимость особой чистоты среза
ткани при работе закройной машины
Техническое задание
Возможно такое решение во-
проса, когда отдельные группы опе-
раций будут выполняться на разных
машинах, изготовленных на одной
базе. В данном случае в техниче-
ском задании может быть предусмот-
рено создание базовой (основной)
машины и нескольких ее вариантов,
отличающихся от базовой отдельны-
ми узлами, механизмами или при-
способлениями в соответствии со спе-
цификой каждой технологической
операции. Примером такого вариант-
ного ряда может служить группа
машин 22 кл. ПМЗ: 22-А — обыч-
ная стачивающая машина; 22-Б —
для тонких тканей; 22-В — для ста-
чивания с одновременной обрезкой
края; 22-Е — для стачивания с вы-
секанием зубцов по краю ткани
Определено число оборотов глав-
ного вала. Обороты главного вала
не всегда соответствуют числу стеж-
ков. Например, в петельных маши-
нах 29 кл. ПМЗ или ПМ-1 числа обо-
ротов главного вала в два раза мень-
ше числа стежков
Определен тип челнока (кача-
ющийся, вращающийся), а иногда
даже принят стандартный челнок
из числа существующих, если он
соответствует заданной емкости
Определен тип двигателя тка-
ни, например двухреечный
Задана скорость ленточного но-
жа
224
Сказано, что закройная маши-
на должна быть передвижной
Даны требования к маневрен-
ности закройной машины при опре-
деленной высоте настила
Указано на необходимость соз-
дания условий безопасности работы
па закройной машине
Заданы размеры обрабатывае-
мых на машине деталей и их форма
Определен тип машины (с вер-
тикальным или дисковым ножом)
Определен диаметр дискового
ножа или ширина прямого ножа
Предусмотрено наличие в ма-
шине ленто улавливателя, устрой-
ства для защиты рук от пореза и дру-
гих оградительных и защитных уст-
ройств
Определены габариты платформы
машины и величина рабочего вылета
Принята форма платформы (плоская,
цилиндрическая, с колонкой)
По своей форме технологическое и техническое задания имеют
много общего.
Основные разделы технического задания: 1. Назначение ма-
шины. 2. Область применения. 3. Какой тип машины конструк-
ция заменяет и для какого нового процесса проектируется. 4. На
базе какой научно-исследовательской работы, рационализатор-
ского предложения или образца ведется разработка конструкции.
5. Технико-экономическое обоснование введения в производство
новой машины. 6. Основные технико-экономические показатели.
7. Техническая характеристика машины. 8. Технологические па-
раметры работы машины. 9 Привод машины. 10. Специальные
требования.
Техническое задание на проектирование повой машины согла-
совывается с заказчиком (ведомство, заказывающее машину, на-
пример, Министерство легкой промышленности) и утверждается
соответствующими вышестоящими организациями, в ведении ко-
торых находится исполнитель (завод-изготовитель новой машины).
Основные этапы проектирования новых машин.
Проектирование новой машины конструктор начинает с раз-
работки эскизного проекта.
Эскизное проектирование охватывает следующий круг вопросов:
1. Разработку, выбор и обоснование правильности выбора
принципиальной схемы машины и ее механизмов.
2. Уточнение характера взаимодействия рабочих органов
и разработку циклограммы работы машины.
3. Общую компоновку узлов и механизмов машины.
4. Ориентировочное определение размеров звеньев, ходов ин-
струментов.
5. Определение или уточнение характера, формы и основных
размеров исполнительных инструментов.
15 9.1Я7
225
6. Предварительный расчет производительности и определение
мощности.
7. Предварительные расчеты основных механизмов, узлов
и звеньев с целью определения возникающих в них усилий.
8. Предварительный расчет инструментов и наиболее ответст-
венных звеньев на прочность, износ.
Обычно разрабатывают и просчитывают несколько вариантов
машин, критически анализируют их по основным технико-эконо-
мическим показателям. Наиболее подходящий из вариантов при-
нимают за основу для дальнейшего проектирования.
После того как эскизный проект пройдет соответствующие
стадии рассмотрения и будет утвержден, проектировщик (конст-
руктор) переходит к разработке технического проекта.
Технический проект содержит:
1. Чертежи общего вида машины в нескольких проекциях, па
которых должны быть видны все узлы и органы управления ма-
шиной с необходимым количеством разрезов.
2. Сборочные чертежи всех узлов со спецификацией и подсче-
том деталей: тестированных, нормализованных и изготовляемых
заводом.
3. Уточненную техническую характеристику.
4. Кинематическую, гидравлическую, пневматическую, элек-
трическую схемы, схему сигнализации, блокировки и другие
схемы.
5. Краткую объяснительную записку с данными расчета узлов
и отдельных ответственных деталей машины; технико-экономи-
ческие расчеты.
6. Сводные таблицы: нормализованных деталей, унифициро-
ванных узлов, спецификацию приспособлений (оснастка).
В техническом проекте машина представляется такой, какой
она должна быть в окончательном виде.
После рассмотрения и утверждения технического проекта при-
ступают к рабочему проектированию.
Рабочий проект содержит:
1. Рабочие чертежи даталей и сборочных узлов, в которых
должны быть заложены все необходимые данные для изготовле-
ния деталей и сборки узлов.
2. Эксплуатационные документы: паспорт машины, инструк-
ция по уходу за машиной, технические условия на приемку ма-
шины после ее изготовления.
По этим чертежам в экспериментальном цехе завода изготав-
ливают несколько образцов новых машин. Эти образцы направля-
226
ют на швейные фабрики для производственной проверки, а один
из них оставляют на заводе в качестве эталона.
Производственные испытания опытных образцов проводят на
одной или нескольких швейных фабриках, пошивающих изделия,
соответствующие назначению машины.
Машину устанавливают на рабочем месте в производственном
процессе на одну из наиболее характерных операций из тех, для
выполнения которых машина предназначена. Сам процесс, опера-
ция и место машины в процессе выбирают так, чтобы машина во
время испытаний работала в наиболее тяжелых условиях как в
отношении характера выполняемой операции, скорости, так и в
отношении нагрузки в смысле ее непрерывности. Коэффициент
использования машины должен быть максимальным.
Согласно действующим положениям новые машины испыты-
вают в течение 25 смен нормальной работы. Простои машины, вы-
званные неполадками в ее работе или какими-либо организацион-
ными причинами, из общего времени испытаний исключаются.
Организация испытаний, наблюдение за работой машины по-
ручается рабочей комиссии (3—5 человек), в состав которой вхо-
дят представители фабрики (механик и технолог), завода-изгото-
вителя и отраслевого научно-исследовательского института. Мето-
дическое руководство испытаниями обычно поручается институту.
В общей программе испытаний иногда предусматривают ла-
бораторные испытания. Их проводят, как правило, до установки
машины в производственный процесс. Основная задача лабора-
торных испытаний состоит в выявлении технологических возмож-
ностей машины и уточнении режимов ее работы на определенных
операциях. В соответствии с полученными результатами уточняе-
тся программа производственных испытаний. Лабораторные ис-
пытания новой машины проводят также с целью проверки ее ра-
боты на операциях, которых нет в процессе, где она установлена
для производственных испытаний.
Основные этапы лабораторных и производственных испытаний:
1. Технологические испытания. 2. Конструктивное обследование.
3. Определение экономической эффективности. 4. Проверка экс-
плуатационных качеств. 5. Проверка соответствия требованиям
техники безопасности и охраны труда.
Критериями оценки машины но результатам испытаний яв-
ляются требования, сформулированные в техническом задании,
которым она должна полностью соответствовать.
Новую машину после производственных испытаний оконча-
тельно принимает компетентная техническая комиссия. Эта комис-
15*
227
сия, ознакомившись с машиной, работающей в производственном
процессе, технической документацией, отчетом рабочей комиссии,
журналом производственных испытаний и млением работников
фабрики, на которой опа испытывалась, делает заключение о це-
лесообразности серийного выпуска и внедрения машин в промы-
шленность. Одновременно комиссия отмечает обнаруженные в ма-
шине недостатки, подлежащие устранению при серийном вы-
пуске.
После утверждения акта технической комиссии министерст-
вом машина считается принятой к серийному производству. За-
вод-изготовитель вносит в рабочие чертежи и другую техническую
документацию уточнения в соответствии с замечаниями комиссии
и организует серийный выпуск машин. Но работа конструктора
на этом не заканчивается. Предстоит широкое внедрение новых
машин в промышленность, где они будут работать в различных
условиях, которые нельзя было предусмотреть при проведении
лабораторных и производственных испытаний. Постоянно наблю-
дая за ними, конструктор должен изыскивать возможности ее
дальнейшего совершенствования.
§ 2. Указания по разработке принципиальной схемы
машины и пыбору конструктивных решений ее узлов
и механизмов
Еще в процессе разработки технологического задания
на проектирование новой машины технолог представлял себе спо-
соб выполнения технологической операции. Но он рассматривал
этот вопрос в основном с технологической точки зрения. Так,
например, процесс образования простейшей зигзагообразной
строчки может быть представлен в общем плане, как результат
взаимоперемещения иглы и полуфабриката. Практически же эту
строчку можно получить несколькими способами: перемещением
полуфабриката вдоль линии строчки при отклоняющейся игле,
перемещением полуфабриката вдоль и поперек строчки, наконец,
перемещением иглы вдоль и поперек строчки. Поэтому кон-
структор, приступая к проектированию новой машины, должен
начать свою работу с уточнения заложенного в техническом за-
дании принципа действия машины, в соответствии с которым
должна быть в дальнейшем разработана ее схема.
Выбирают и обосновывают принцип работы и схему машины
228
в процессе эскизного проектирования, хотя эти вопросы предва-
рительно учитываются при разработке технологического и тех-
нического заданий.
В работах некоторых ученых, например, проф. Г. Л. Шаумяна,
С. И. Артоболевского, И. И. Капустина, приводится ряд сообра-
жений и рекомендаций, помогающих решить некоторые задачи по
выбору наиболее рационального принципа работы машины и ее
схемы, но методов прямого решения этих задач не существует. Пра-
вильность решения часто во многом зависит от знаний и практиче-
ского опыта конструктора, от его умения оценить и рационально ис-
пользовать все факторы, определяющие работоспособность буду-
щей машины. Учитывая сказанное, можно отметить лишь некото-
рые отправные моменты и дать несколько практических советов,
опираясь на которые, нужно вести разработку принципа работы
машины и ее схемы, проиллюстрировав примерами из практики
швейного машиностроения.
Выбор принципа работы новой машины должен вестись на ос-
нове: изучения технологических условий выполнения операции
по существующим методикам; изучения рациональных приемов
выполнения операции па практике; подробного анализа работы
и конструкции машин, применяемых в настоящее время для вы-
полнения данной и родственных операций как в швейной, так
и других отраслях промышленности; изучения изобретений, ра-
ционализаторских предложений, научно-исследовательских работ
и литературы по данному вопросу.
При разработке схемы машины необходимо соблюдать следующие
условия: 1. Кинематическая схема машины должна быть максималь-
нопростой. 2. При выборе схемы желательно избегать или приме-
нять наименьшее количество высших кинематических пар. 3. Габа-
риты машины должны быть минимальными. 4. Избегать очень
чувствительных и неустойчивых механизмов. 5. Избегать длинных
кинематических цепей и легко деформирующихся звеньев, отри-
цательно влияющих на точность взаимодействия рабочих органов.
6. Максимально использовать унифицированные и стандартные
узлы и детали. 7. Детали новой машины должны быть технологич-
ны. 8. Учитывать целесообразность применения методов агрегат-
ного машиностроения, возможность разработки на базе проекти-
руемой машины ее вариантов для выполнения других технологи-
ческих операций и перспективу дальнейшего совершенствования
машины. 9. Выбирать схемы, обеспечивающие наименьшие на-
грузки на детали, учитывая закон изменения ускорений, величи-
ны и распределение масс, углы давления и т. д. 10. По возмож-
229
ности избегать эксцентрично приложенных нагрузок и напряже-
ний на изгиб.
Для иллюстрации сказанного рассмотрим конкретный пример
выбора принципа работы гладильной машины и основных меха-
низмов, приводящих в движение ее рабочие органы. Перед нами
поставлена задача спроектировать
машину для какой-либо операции
ВТО, технологические параметры
которой определены заданием на
проектирование. Допустим также,
что в результате анализа существу-
ющих способов выполнения опера-
ции и применяемого оборудования
выявлены следующие технологиче-
ски приемлемые для нас способы об-
работки и принципы работы гла-
дильных машин: 1. Глажение обыч-
ным или механическим утюгом. 2.
Прессование. 3. Каландрирование.
Оценим указанные способы по
основным технико-экономическим
показателям и попытаемся найти
рациональный принцип для проек-
тируемой машины.
Первый способ — глажение (рис.
58, а). Для выполнения заданной тех-
нологической операции рабочий ор-
ган машины—утюг должен совершать
четыре независимых перемещения:
три поступательных вдоль осей х, у
и z и одно поворотное относительно
оси z. Эту же операцию можно вы-
Рис. 58. Схемы работы полнить не только перемещением ра-
гладильных машин. бочего органа, но и самой платформы
с изделием. Однако и в этом случае
количество взаимных перемещений утюга и платформы не из-
менится.
Чтобы привести в движение рабочие органы как в том, так
и в другом случае потребуется четыре механизма. Каждый механизм
сложный сам по себе должен иметь регулировочные устройства
и, кроме того, машина должна быть снабжена устройствами, со-
гласовывающими работу всех механизмов, поэтому можно предпо-
230
дожить что машина будет весьма сложной. А сложность устрой-
ства влечет за собой увеличение стоимости изготовления и эксплу-
атации, сложность обслуживания, неустойчивость в работе и т. д.
Наличие большого количества механизмов приведет к необходи-
мости увеличения габаритов машины и ее веса, т. е. к потере
производственной площади и перерасходу материалов.
Оценивая эту машину с точки зрения производительности, не-
обходимо отметить, что в ней заложен самый непроизводительный
последовательный способ обработки. К серьезным недостаткам
нужно отнести также невозможность соблюдения заданного тех-
нологического режима обработки, что отрицательно скажется на
качестве изделия.
Единственной положительной чертой этого способа и то лишь
применительно к условиям неспециализированного производства
является его универсальность. В условиях же массового специали-
зированного производства тенденция чрезмерной универсально-
сти машин не является рациональной. Универсальные машины не
могут быть эффективно в полную меру технологических возмож-
ностей использованы в современном специализированном произ-
водстве, а применение узко специализированных машин препят-
ствует переработке широкого ассортимента тканей при часто
меняющемся ассортименте швейных изделий. С этой точки зре-
ния для швейной промышленности особое значение приобретает
метод агрегатного машиностроения, базовость конструкции машин
(создание многих вариантов машин на одной базе), открывающие
возможность перестройки машины на новую операцию путем
оснащения ее дополнительными унифицированными узлами, меха-
низмами или приспособлениями.
Второй способ — прессование (рис. 58, б). Рабочими органами
пресса служат верхняя и нижняя подушки. В исходном поло-
жении они находятся на определенном расстоянии, удобном для
укладывания изделия на нижнюю подушку. Чтобы осуществить
прессование, нужно совместить подушки, сохраняя эквидистант-
ность их рабочих поверхностей в момент сближения. Для этого
достаточно перемещать одну из подушек (обычно верхнюю) в пло-
скости xoz, что требует применения одного (максимум двух) меха-
низмов.
Спроектированная по такому принципу машина будет значи-
тельно проще только что рассмотренной, производительность ее
выше, так как здесь применен наиболее производительный парал-
лельный метод обработки изделия (одновременно обрабатываются
все участки). Этот способ позволяет получить лучший технологиче-
231
ский эффект благодаря возможности автоматического регулирова-
ния параметров ВТО. Качество обработки изделия будет лучше за
счет строгого соблюдения режима обработки и постоянства формы
отпрессованных деталей. Но этот способ менее универсален, так
как область применения данного пресса ограничена формой поду-
шек, хотя и не исключает возможности выполнения нескольких
операций при оснащении пресса универсальными подушками.
Для создания необходимого усилия прессования машина должна
иметь привод несколько большей мощности, чем в первом
случае.
Третий способ — каландрирование (рис. 58, в). При этом спо-
собе рабочими органами служат вращающийся валок и утюг,
рабочая поверхность которого концептрична поверхности валка.
Для приведения в действие валка и перемещения утюга к вал-
ку и от него нужны два довольно простых механизма. Это значит,
что машина будет проще рассмотренной в первом случае, но не-
сколько сложнее, чем во втором. По производительности этот способ
является промежуточным, так как обработка ведется параллель-
но-последовательно. Область применения ограничена глажением
плоских изделий. Мощность, необходимая для приведения в дви-
жение рабочих органов, будет наименьшей благодаря равномер-
ности движения валка и незначительных сопротивлений.
Из сказанного выше видно, что второй способ имеет значитель-
ные преимущества перед остальными. Он обеспечивает лучшее
качество выполнения операции при наиболее высокой производи-
тельности. Машина проста конструктивно, компактна, дешева в
изготовлении и устойчива в эксплуатации, а некоторое превышение
мощности перекроется другими положительными показателями.
Все это является основанием для того, чтобы принять за основу
второй способ—прессование двумя подушками.
В данном примере мы ограничились .лишь логическими довода-
ми. Совершенно естественно, что для правильного решения постав-
ленной задачи необходима количественная оценка всех факторов,
осуществляемая путем расчетов и сопоставлений, основанных на
практических данных по изготовлению аналогичных машин.
Далее конструктор переходит к решению второй части постав-
ленной перед ним задачи — выбору механизмов для приведения
в движение рабочих органов машины. Для этого он рассматри-
ндет сначала существующие механизмы и если среди них есть пол-
ностью удовлетворяющий данным условиям, то выбирает меха-
низм в случае необходимости, дополняя его какими-либо новыми
элементами, или проектирует новый механизм.
232
Допустим, что в результате этой работы он разработал свои
или нашел приемлемые существующие механизмы (рис. 59). Воз-
можные варианты с ручным и педальным приводом не приняты
во внимание, как несоответствующие механизированному произ-
водству. Все эти механизмы обеспечивают закрытые и открытые
пресса, т. е. в определенной мере удовлетворяют принятому прин-
ципу работы машины, по конструкция их неодинакова. Нужно
выбрать наиболее рациональный для данного случая вариант.
Рис. 59. Схемы механизмов гладильных прессов.
Решить этот вопрос можно сопоставлением данных критического
анализа механизмов.
В прессе ГПС (рис. 59, а) нижняя подушка неподвижна, а верх-
няя совершает движение по дуге окружности. При таком взаимо-
действии подушки встречаются практически не всей поверх-
ностью, а под некоторым углом а. Это значит, что при дальнейшем
опускании подушки возможен сдвиг слоев ткани в изделии.
Расчеты показывают, что величина сдвига зависит от угла встречи
а, от размеров и толщины изделия и других параметров. Практи-
чески сдвиг не превышает 0,3 мм.
Схема пресса МП-2 (рис. 59, б) построена так, что она обеспе-
чивает сложное движение верхней подушки: в первый период по-
душка движется на рабочего, происходит сближение ее с нижней
неподвижной подушкой. К моменту прессования поверхности по-
душек принимают строго эквидистантное положение. Затем верх-
няя подушка опускается па нижнюю вертикально. Относительное
233
смещение подушек, а следовательно, и сдвиг тканей изделия
исключен.
В прессе ТПП (рис. 59, в) эта задача решена несколько иным
путем. Здесь процесс закрытия пресса и прессование расчленены.
В первый период верхняя подушка, двигаясь по дуге окружности,
опускается на неподвижную в этот период работы пресса нижнюю
подушку до момента, когда поверхности подушек станут экви-
дистантными. Затем включается в работу механизм подъема ниж-
ней подушки. Она поднимается вертикально и происходит прессо-
вание. Сдвиг тканей в этом случае также исключен.
Если предположить, что сдвиг ткани подушками практически
не влияет на качество обработки изделия, то все три схемы прес-
сов технологически приемлемы. Теперь необходимо оцепить пред-
ставленные схемы с учетом других технике-экономических пока-
зателей. При этом нужно воспользоваться основными условиями
выбора схемы машины, сформулированными ранее.
Из сопоставления схем МП-2 и ТПП видно, что схема МП-2
имеет ряд существенных недостатков: сложность, большое коли-
чество звеньев и сочленений, наличие высших кинематических пар
(профильный паз для ролика главного рычага, червячная пара),
большие габариты и металлоемкость. Все это говорит о том, что
в данном случае нужно отдать предпочтение схеме пресса ТПП.
Выбрав механизмы для приведения в движение отдельных ра-
бочих органов, конструктор приступает к компоновке общей схе-
мы машины.
В процессе решения этой задачи может возникнуть необходи-
мость уточнения схем отдельных механизмов, поэтому выбранные
ранее варианты нельзя считать окончательными. Они могут быть
дополнены элементами, обеспечивающими кинематическую связь
с главным валом или другими ведущими звеньями, которые при
компоновке общей схемы машины не могут быть размещены в не-
посредственной близости к данному механизму.
Компонуя общую схему машины, необходимо учитывать сле-
дующие основные условия:
1. Для увеличения точности работы машины необходимо по
возможности уменьшать число звеньев кинематических цепей; не
допускать больших передаточных отношений; не применять для
передачи движения инструментам ременные фрикционные и дру-
гие механизмы, допускающие проскальзывание.
2. В целях упрощения процесса изготовления машины стре-
миться к уменьшению числа валов. Валы в машине нужно распо-
лагать параллельно или перпендикулярно. Наклонные валы сле-
234
дует применять лишь в случаях, когда это ведет к значительному
упрощению кинематической цепи. Число сложных, металлоемких
и дорогих в изготовлении узлов и деталей (планетарные, гипоид-
ные, неортогональные передачи, кулачки сложных профилей,
кулисы) должно быть по возможности наименьшим.
3. Стремиться к тому, чтобы у нескольких рабочих органов
были одинаковые законы движения, если не полностью, то хотя
бы в определенные периоды. Это способствует уменьшению коли-
чества ведущих звеньев, так как в данном случае одно ведущее
звено (кулачок, кривошип) может быть использовано для приве-
дения в движение двух или нескольких механизмов. Например,
кривошип в швейных машинах является ведущим звеном меха-
низма иглы и нитепритягивателя. В целях упрощения механиз-
мов, когда допустимо некоторое отклонение от идеального закона
движения, можно применять различные компенсаторы. Напри-
мер, компенсационные пружинки в механизмах подачи нити
швейных машин.
4. При наличии в схеме кинематических цепей с большим пе-
редаточным отношением нужно так распределять передаточные
отношения между отдельными передачами этой цепи, чтобы боль-
шая редукция приходилась на последние передачи. При такой
схеме распределения передач размеры валов и деталей привода,
передающего большие нагрузки, будут наименьшими.
5. Компонуя схему машины, нужно уметь находить наиболее
рациональное размещение механизмов по вертикали или по го-
ризонтали, имея в виду то, что характер компоновки влияет на
габариты, вес, устойчивость (положение центра тяжести) и усло-
вия обслуживания проектируемой машины.
6. Машина, предназначенная для установки в поточной линии,
должна быть скомпонована так, чтобы ее размеры в направлении,
перпендикулярном потоку, не превышали общей ширины потока.
Нужно стремиться и к уменьшению длины машины.
7. Обеспечивать легкость и доступность регулировки, наст-
ройки, сборки, разборки, замены деталей и удобство управления
машиной.
Разработка циклограммы работы машины. К разработке цик-
ловой диаграммы (циклограммы) работы машины конструктор при-
ступает после того, как выбран принцип работы проектируемой
машины, известны рабочие органы, их количество и характер
взаимодействия, вытекающий из схемы технологического процес-
са. Уточняется циклограмма по завершении этапов выбора ме-
ханизмов п разработки общей схемы машины. Необходимость раз-
235
деления этой работы на два периода обусловлена следующими сооб-
ражениями.
Допустим, что речь идет о проектировании швейной машины,
выполняющей челночную строчку. На первом этапе конструктору
известно, что машина должна иметь иглу, челнок, двигатель тка-
ни, нитепритягиватель. Ему известно также, что для выполнения
строчки игла должна двигаться возвратно-поступательно, чел-
нок — вращаться, нитепритягиватель — перемещаться вверх
и вниз, а рейка — двигаться в вертикальной плоскости по замкну-
той кривой, периодически захватывая и перемещая ткань вдоль
линии строчки. Из принятого принципа работы известно также,
что перемещать ткань можно лишь тогда, когда игла не находится
внутри ее, что челнок должен захватить петлю верхней нити, когда
игла начинает возвращаться из нижнего положения и около ее
ушка образуется петля и т. д. Это значит, что па данном этапе пе-
риоды и характер действия рабочих органов определены весьма
приближенно лишь в соответствии с особенностями технологиче-
ской операции.
Имея эти сведения, конструктор строит предварительную цик-
лограмму, позволяющую в определенной мере согласовать пери-
оды действия рабочих органов. Она помогает также более правиль-
но решить задачу о выборе механизмов в соответствии с предвари-
тельно определенными фазами действия рабочих органов.
После завершения работы по выбору механизмов, когда ста-
новятся известными законы движения рабочих органов, конструк-
тор имеет возможность разработать циклограмму окончательно.
Циклограмма строится не только для того, чтобы ориентиро-
вать конструктора при выборе схем механизмов, необходимость
построения ее обусловлена в основном тем, что она позволяет точ-
но установить периоды действия отдельных механизмов, опреде-
лить углы установки ведущих звеньев на главном валу машины.
В большинстве швейных машин кинематический цикл соот-
ветствует времени одного оборота главного вала (за один оборот
выполняется один стежок). При проектировании таких машин
циклограмма строится для угла <р = 2л = 360°. В тех случаях,
когда кинематический цикл совершается не за полный оборот или
за несколько оборотов главного вала, циклограмма строится для
углов ф = л, 4л, 6л и т. д.
Общая методика построения циклограммы изложена в книге
проф. И. И. Капустина [2]. Она применима и к швейным ма-
шинам.
Приступая к разработке циклограммы, прежде всего нужно
236
решить вопрос о том, с какого из механизмов следует начать по-
строение, найти основной механизм, от работы которого в наиболь-
шей степени зависит время действия других механизмов. В швей-
ной машине таким механизмом является механизм иглы, так как
челнок может начать свою работу только тогда, когда игла при-
готовит для него петлю из верхней нити, а двигатель ткани может
переместить ткань лишь тогда, когда игла выйдет из ткани. Эти
механизмы зависят от работы иглы.
Последовательность разработки циклограммы обусловлена не
только взаимозависимостью работы механизмов, по таким, напри-
мер, фактором, как воз-
можность или затрудни-
тельность регулирования
фазы действия того или
иного механизма (время
начала, окончания и про-
должительности его дей-
ствия).
В механизме иглы (если
иметь в виду обычный
кривошипно-шатунный ме-
ханизм) практически ис-
ключена возможность ре-
гулирования, так как кри-
Рис. 60. Определение фазы работы
иглы по графику закона ее движения.
вошип жестко крепится на главном валу шпонкой, штифтом или
винтами, входящими в отверстие главного вала. Согласовывать
его работу с работой других механизмов было бы затруднительно.
Значит, и с этой точки зрения начинать построение циклограммы
машины нужно с механизма иглы.
Работа иглы определяется моментом входа ее в ткань, време-
нем, в течение которого она находится в ткани (периодом рабо-
чего хода), и моментом выхода ее из ткани. На циклограмме эти
моменты должны быть отражены соответствующими углами пово-
рота главного вала. Как определить эти углы?
При заданном механизме, когда известен закон движения иг-
лы, величина Н ее хода и конструктивно определена величина Ъ
погружения иглы ниже уровня игольной пластинки, фаза работы
иглы может быть определена графически проведением (рис. 60)
линии I—I уровня игольной пластинки (или ткани). Точки А и
Б пересечения линии графика закона движения с линией /—I и
соответствующие им углы <рх и <р2 поворота главного вала опреде-
лят моменты входа иглы в ткань и выхода ее из ткапи. Угол <ррх =
237
= <р2 —и будет углом поворота главного вала, соответствующим
рабочему ходу иглы.
На основании этих данных строим циклограмму работы меха-
низма иглы (рис. 61), отмечая на ней характерные точки А и Б,
соответствующие входу иглы в ткань и выходу из ткани, точки С
Д — верхнее и нижнее положение нглы. Заштриховываем уча-
сток циклограммы от А до Б, соответствующий рабочему ходу иглы.
Для построения циклограммы работы челнока нужно опре-
делить момент входа носика челнока в петлю нити, образо-
Рис. 61. Циклограмма работы швейной машины.
вавшуюся около ушка иглы, а также угол поворота челнока, до-
статочный для обвода этой петли вокруг шпули, и соответствую-
щий ему угол поворота главного вала машины. Решать эту задачу
нужно следующим образом. К моменту встречи челнока с' иглой
около ее ушка должна образоваться петля, достаточная для свобод-
ного захвата ее носиком челнока. Эта петля начинает образовывать-
ся с момента начала подъема иглы из крайнего нижнего положе-
ния (180°), а скорость ее образования и величина зависит от
величины перемещения иглы, длины ушка, диаметра и упругости
нити. Из практики эксплуатации швейных машин известно, что в
стачивающих машинах, работающих хлопчатобумажными нитями,
достаточная для захвата челноком петля образуется при подъеме
иглы примерно на 3 мм. При кривошипно-шатунном механизме
иглы это соответствует повороту главного вала на угол 30°.
Следовательно, захват петли носиком челнока должен произойти
при угле поворота главного вала 180 + 30 = 210° (точка Е на
рис. 61).
Угол поворота главного вала, соответствующий рабочему ходу
челнока, т. е. периоду обвода нити вокруг шпули, определится
238
из следующих условий. Теоретически обвод нити вокруг шпули
можно было бы считать законченным при повороте центрально-
шпульного челнока на угол 180° с момента захвата петли носиком
челнока (рис. 62), а нецентрально-шпульного на угол а. Но практи-
чески при таком положении петли на челноке нельзя быть уверенным,
что петля под действием нитепритягивателя продолжит обход чел-
нока, а не будет стянута в сторону, противоположную его враще-
нию. Поэтому для создания условий, гарантирующих правиль-
Рис. 62. Основные моменты работы челноков в процессе обвода нити:
а — центрально-шпульным челноком; б — нецентрально-шпульным челноком;
А — момент вахвата петли носиком челнока; В — момент сброса петли с челнока
(теоретический); С — момент сброса петли с челнока (практический).
ность протекания процесса обвода нити, рабочий ход челнока зна-
чительно увеличивают, считая его законченным при повороте цен-
трально-шпульного челнока не на 180°, а на 230—240°. При пе-
редаточном отношении i = l:2 это соответствует повороту главного
вала на 240 : 2 — 120°. Зная угол поворота главного вала (210°),
соответствующий моменту захвата нити носиком челнока, и угол
поворота главного вала, соответствующий рабочему ходу челно-
ка (120°), определяем момент окончания обвода (момент сброса петли
с челнока) : 210 + 120 = 330°. Заштриховываем па циклограмме
зону рабочего хода челнока между 210 и 330°.
Далее следует решить вопрос о том, к разработке какого из
оставшихся трех механизмов (нитепритягивателя, двигателя тка-
ни или отводчика шпуледержателя) нужно приступить раньше.
Решение этого вопроса зависит от характера механизмов.
239
Существующие механизмы двигателей ткани весьма удобны
в смысле возможности согласования их работы с другими меха-
низмами машины. Период их действия может быть изменен поворо-
том эксцентриков на главном валу, а продолжительность действия
рейки на ткань — высотой подъема рейки над уровнем игольной
пластинки.
Кулачковые нитепритягиватели тоже очень удобны, так как
профиль кулачка может быть спроектирован в полном соответст-
вии с законом подачи нити и с работой других механизмов. Что
же касается шарнирно-стержневых или кулисных нитепритяги-
вателей, то здесь вопрос усложняется ограниченностью возмож-
ности регулирования и сложностью проектирования по заданно-
му закону движения глазка.
Вопрос о регулировании времени действия отводчика шпуле-
держателя конструктивно решается весьма просто.
Если в нашем примере используют шарнирно-стержневой ни-
тепритягиватель, то сначала нужно строить циклограмму ните-
притягивателя, а не двигателя ткани, так как в противном случае
привязка механизма нитепритягивателя на этапе построения цик-
лограммы и в дальнейшем при его проектировании практически
будет весьма затруднена. При такой последовательности решения
задача упрощается тем, что мы можем принять любой нитепритя-
гиватель, определить известными методами закон движения его
глазка и в соответствии с полученными результатами построить
циклограмму работы этого механизма.
I Пусть в результате анализа принятого механизма нитепритяги-
вателя были установлены углы поворота главного вала, соответствую-
щие периоду опускания глазка (240°) и его подъема (120°). Глазок
нитепритягивателя должен опускаться и подавать нить игле в тот
момент, когда она, проколов ткань, опускается до крайнего ниж-
него положения; подавать нить челноку, когда он, захватив петлю
верхней нити, обводит ее вокруг шпули. Глазок должен подни-
маться, чтобы вытянуть обведенную вокруг челнока петлю верх-
ней нити, затянуть стежок и смотать нить с катушки для следу-
ющего стежка. Вытягивание петли верхней нити из челнока ни-
тепритягиватель может начать с момента сброса петли с челнока
(см. соответствующую точку на циклограмме работы челнока
рис. 61). Казалось бы, что с этого момента и нужно начать подъем
глазка нитепритягивателя. Но, учитывая то, что в начале глазок
поднимается медленно, в циклограмме предусматривают некото-
рое опережение. Движение глазка вверх начинают на 25—30°
раньше сброса петли с челнока. Это значит, что на нашей цикло-
240
грамме линию начала движения глазка вверх мы можем провести
на 300° поворота главного вала (330 — 30 = 300°).
Зная точку начала движения глазка вверх и величину угла
поворота главного вала, соответствующую периоду подъема (120°),
отмечаем на циклограмме момент окончания подъема на 60° по-
ворота главного вала. Период затягивания стежка находится
в конце периода подъема глазка нитепритягивателя, по нашей цик-
лограмме между 28 и 60°. Величина этого периода изменяется в за-
висимости от толщины ткани.
Циклограммы работы двигателя ткани и отводчика шпуледер-
жателя, учитывая сказанное ранее о их свойствах, можно стро-
ить в любой последовательности. Начнем с двигателя ткани. Что-
бы определить период действия двигателя ткани, нужно тщательно
продумать вопрос о том, когда можно перемещать ткань, когда
нельзя и когда это допустимо без ущерба для работы других ме-
ханизмов.
Перемещать ткань нельзя, когда игла находится в ткани, так
как это может привести к изгибу иглы, нарушению ее взаимодей-
ствия с челноком, а при больших величинах стежка и к поломке.
Нельзя перемещать ткань ни в период обвода нити вокруг челно-
ка, ни в период подъема нитепритягивателя, так как это может
вызвать перенапряжение верхней нити, ее обрыв или ухудшение
качества строчки — неправильную затяжку стежка. Для работы
двигателя ткани остается очень маленький период между 60 и 100°,
соответствующий окончанию подъема глазка нитепритягивателя
и входу иглы в ткань. Это значит, что рейка должна сработать за
100 — 60= 40° поворота главного вала, т. е. время ее работы
составит лишь 11% времени кинематического цикла. Принятый
нами тип двигателя ткани может обеспечить такую скорость ра-
боты, но чрезмерно быстро действующая рейка будет рвать ткань
при больших давлениях лапки, необходимых для нормального
перемещения, или будет проскальзывать (при меньших давлениях),
не обеспечивая продвижения ткани на заданную величину стежка.
Конструктор должен найти возможность увеличения периода
работы рейки наложением периодов рабочих ходов взаимодейству-
ющих механизмов.
Учитывая замедленный характер движения рейки в начале
и конце ее рабочего хода, когда ткань перемещается на незначи-
тельную величину, а также то, что ткань в зоне глазка игольной
пластинки лапкой не зажата, практически возможно начать про-
движение ткани значительно раньше окончания подъема глазка
нитепритягивателя (в конце подъема он тоже перемещается за-
16 2187
241
медленно на небольшую величину) и закончить его к началу вхо-
да иглы в ткань. Практически установлено, что рабочий ход рейки
может быть начат за 30—40° до конца подъема глазка нитепритя-
гивателя. Поэтому работу рейки можно начать с 15° и закончить
при 100° поворота главного вала.
Механизм отводчика пшуледержателя применяют для того,
чтобы создать условия свободного прохода петли верхней нитп
в зазор между пальцем и выемкой в шпуледержателе после обвода
ее челноком вокруг шпули. Следовательно, период действия от-
водчика должен соответствовать моменту прохода петли через за-
зор, а этот момент зависит от скорости движения вверх глазка нп-
теприт ягивателя. Его можно установить, проанализировав извест-
ный нам закон движения глазка нитепритягивателя, определив
количество подаваемой и выбираемой нитп за определенные пери-
оды времени его работы. В машинах 22-Б и 22-Е классов ПМЗ пе-
риод действия отводчика пшуледержателя ограничен 350 и 30с-ю
поворота главного вала. Так последовательно возникает общая
циклограмма работы машины.
Конструирование новой машины состоит из следующих эта-
пов: выбора конструкции узлов и механизмов; определения фор-
мы и размеров машины; оснащения устройствами управления,
регулирования, обеспечения безопасности.
Когда машина кинематически скомпонована, т. е. схемы ме-
ханизмов и машины в целом известны, необходимо выбрать наи-
более рациональные конструктивные решения ее деталей узлов
и механизмов.
Методика расчета, проектирования и конструктивная харак-
теристика основных механизмов машин швейного производства
даны в первом разделе книги. Цель настоящего раздела состоит
в том., чтобы познакомить студента с практическими способами
решения задачи конструирования машины в целом, дать некото-
рые рекомендации по выбору наиболее рациональных вариантов
конструкции узлов и механизмов машин применительно к тех-
нологическим, организационным и другим факторам производ-
ства, определяющим условия эксплуатации проектируемой ма-
шины. Как и ранее ознакомление с этими вопросами будем вести
путем решения конкретных задач.
Допустим, что перед нами стоит задача выбора рациональной
конструкции механизма иглы швейной машины. В процессе разра-
ботки схемы машины был принят кривошипно-шатунный механизм.
Расчетным или другим путем с применением методов, изложенных
ранее, определены кинематические параметры механизма: разме-
242
ры звеньев, величина хода иглы. Выполнены предварительные си-
ловые расчеты, т. е. известны все основные факторы, определяю-
щие характер работы данного механизма. Перед нами имеется ряд
конструктивных вариантов механизмов иглы, известных в прак-
тике швейного машиностроения, нужно выбрать лучший вариант
применительно к конкретным условиям.
Рассматривая по элементам различные варианты кривошип-
но-шатунных механизмов иглы, можно отметить следующие кон-
структивные особенности их.
Игловодитель может быть пустотелым или сплошным, корот-
ким или удлиненным, движущимся в одной или двух направля-
ющих втулках. Он может иметь дополнительную направляющую
для пальца поводка пли не иметь ее. Закрепление иглы может быть
осуществлено, как с помощью иглодержателя, так и без него не-
посредственно в отверстии игловодителя. Сочленение шатуна
с кривошипом может быть обычным, когда верхняя головка шатуна
надета непосредственно на палец кривошипа или с вмонтирова иным
в головку игольчатым подшипником. Смазка механизма может быть
централизованной или местной, капельной или с применением ак-
кумулирующих устройств в виде фитилей, фетровых набивок.
Все кривошипы снабжены противовесами для уравновешивания
масс механизма. Нужно учесть эти особенности, выбирая меха-
низм применительно к определенным условиям его работы в но-
вой машине.
Если проектируют машину, которая должна будет работать
в тяжелых условиях при сравнительно небольших скоростям, то
игловодитель может быть сплошным. Его нужно поместить в двух
удлиненных направляющих втулках. Консольный конец пальца
поводка должен иметь наира вл яющую. Сочленение верхней го-
ловки шатуна с пальцем кривошипа может быть обычным. Смаз-
ка допустима местная.
В том случае, когда проектируют быстроходную машину,,
и при работе ее доминируют инерционные нагрузки, необходимо
стремиться к всемерному облегчению звеньев механизма и созда-
нию хороших условий работы в их сочленениях. В таких маши-
нах нужно применять облегченные пустотелые игловодителя с
креплением игл непосредственно в иглсводителях, стремясь умень-
шить массу даже за счет устранения их. Если машина работает
в легких условиях (изготовление белья), допустимо применение
укороченных игловодителей, движущихся в одной (удлиненной)
направляющей втулке. В случаях, когда поверочные расчеты паль-
ца кривошипа на нагрев при обычном сочленении дают отрица-
J6*
243
тельные результаты, нужно применять игольчатые подшипники.
Конструируя данный механизм для быстроходной машины, нужно
помнить о возможности возникновения вибрации главного вала
и корпуса машины, уравновесить массы механизма, уделив особое
внимание расчету противовеса.
Форма машины и ее основные размеры вытекают иа техноло-
гических условий выполнения^операции, формы и размеров об-
рабатываемых деталей. В швейных машинах это отражается на
форме и размерах платформы и рукава, направлении рукава (пра-
ворукавные, леворукавные машины), на величине рабочего вы-
лета, в машинах ВТО — на форме и размерах подушек. Форма
закройных машин определяется в основном характером размеще-
ния (компоновкой) конструктивных узлов и механизмов машины,
размерами обрабатываемых деталей, величиной и толщиной на-
стилов тканей.
Плоские детали обрабатывают на швейных машинах с плоской
платформой (рис. 63, а), а цилиндрические детали (рукава, низ
брюк) — на машинах с цилиндрической платформой (рис. 63,6).
Выпуклые детали (борт) обрабатывают на машинах, имеющих на-
244
кладную платформу, по форме и размерам соответствующую
обрабатываемому изделию (рис. 63, в). Иногда форма машины опре-
деляется ие формой изделия, а особенностями выполнения опера-
ции или необходимостью создания определенных удобств для ра-
ботающего при ее выполнении. Так, в двухиголыюй машине 207 кл.
ПМЗ для стачивания рукавов платформа имеет колонку (рис. 63, г).
Здесь рукав в процессе стачивания надевается на колонку. А та-
кие машины, как 65 кл. ПМЗ для разметки проймы или 10 кл. ПМЗ
(см. рис. 1) для стачивания меха вообще не имеют платформы. Объ-
ясняется это тем, что указанные операции удобнее выполнять при
свободно опущенном изделии, чем на; платформе.
Основные размеры машины определяются размерами обраба-
тываемых деталей. Диаметр цилиндрической платформы швейной
машины должен быть меньше наименьшего диаметра рукава или
низа брюк. Размеры рабочего вылета рукава швейной или за-
кройной машины определяют из условия возможности свобод-
ного размещения под рукавом наибольшей из обрабатываемых
деталей. Но сказанное выше вовсе не означает, что, например,
вылет рукава машины для обтачки борта должен быть больше наи-
больших размеров борта. Определяя размер рабочего вылета ру-
кава машины, нужно иметь в виду возможность перемещения де-
тали под рукавом в сложенном виде. Проектируя машину, нужно
использовать все возможности для уменьшения ее рабочего вылета.
Несколько слов об оснащении машины дополнительными уст-
ройствами, обеспечивающим! удобство выполнения данной опе-
рации, регулирования, управления машиной, безопасность ра-
боты на ней и т. п.
Этот этап работы иногда считают заключительным, так как
в начале проектируют основные механизмы машины. Но такое
формальное расчленение этапов во времени приводит, как пра-
вило, к неудачным конструктивным решениям, к усложнению
конструкции и неудачной компоновке машины в целом. Конст-
руктор должен помнить о необходимости оснащения машины
указанными устройствами на всех этапах проектирования, на-
чиная с разработки схем отдельных механизмов и кончая об-
щей компоновкой машины, имея в виду не только работоспо-
собность машины, но и эстетические соображения. Все задачи
по созданию новых машин должны решаться комплексно. Со-
временную форму машины разрабатывают с привлечением ху-
дожников и скульпторов.
Работая над новой машиной, особое внимание нужно уделять
удобству ее управлением, стремиться к всемерному улучшению
245
условий груда рабочего. В этой связи конструктор должен иметь
в виду следующие сведения об органах управления машиной, их
размещении и допустимых усилиях, к ним прилагаемым, для раз-
личных условий работы на машине.
Система управления машиной представляет собой сочетание
различных устройств, функции которых связаны с выполнением
технологического процесса, настройкой машины, регулировкой
механизмов, обеспечением безопасности работы и предохранения
машины от перегрузок и поломок. В большинстве машпн, приме-
няемых в швейной промышленности, система управления состоит
из следующих устройств: для пуска и останова электродвигателя;
для включения машины и отдельных механизмов; для изменения
режима работы машины (скорость, время обработки, усилие, тем-
пература, влажность и т. д.); для установки изделия и инструмен-
тов; предохранительных устройств.
Для обеспечения легкости и удобства управления работой ма-
шины [1] необходимо выполнять следующие условия: органы уп-
равления должны располагаться в удобной зоне так, чтобы от ра-
бочего не требовалось лишних движений; усилия па рычаги,
рукоятки и педали должны быть наименьшими; перемещения ор-
ганов управления не должны быть большими, а направление пе-
ремещений должно быть определенным образом связано с направ-
лением перемещения соответствующих инструментов; конструкция,
форма, материал органов управления и обработка их поверхности
должны обеспечивать удобство пользования.
Оценка зон размещения органов управления с точки зрения удоб-
ства может быть сделана на основании приведенной табл. 9.
Из табл. 9 видно, что наиболее удобной зоной для размещения
органов управления является зона размером 1000—1600 мм по
высоте и 0—600 мм в правую сторону, считая от правого плеча ра-
бочего. Органы управления с левой стороны можно располагать
только в тех случаях, когда обеспечена необходимая легкость уп-
равления и эти органы предназначены для настройки или регу-
лирования, т. е. не связаны с непосредственным постоянным уп-
равлением машиной, а рабочий, пользуясь ими, не связан со своим
рабочим местом. Органы управления, которыми рабочему прихо-
дится пользоваться наиболее часто, должны располагаться в удоб-
ной зоне. Их следует располагать близко к кисти руки, т. е. при-
мерно на высоте 900—1100 мм от пела, Низкое расположение
рычагов или рукояток удобно ври движении снизу вверх со зна-
чительными усилиями. По горизонтали органы управления дол-
жны располагаться так, чтобы рабочий мог ими пользоваться,
246
не наклоняя корпуса, т. е. в зоне дуги, описанной радиусом
его руки.
Таблица 9
Координаты расположения рычажных органов управления при работе стоя
Зона размещения органов управления Размеры зоны, мм Характеристика зоны
Размещение органов управления по высоте
Нижняя неудобная 0—500 Значительное мышечное напряже- ние вследствие неудобного положе- ния тела. Угол наклона туловища 90° и более. Затрудняется выполне- ние точных движений, напряженность работы мышц
Нижняя мало удобная 500—1000 Небольшая напряженность, связан- ность движений
Средняя удобная 1000—1600 Свободное положение тела
Верхняя мало удобная 1600—1800 Рукоятками управления пользую- тся при вытянутых руках, что за- трудняет движения. Обзор изделия ухудшается
Размещение органов управления по фронту машины
Боковая удобная 0—600 Рабочий сохраняет свободное поло-
Боковая мало удобная 600—800 жение тела. Обеспечивается хороший обзор обрабатываемого изделия Положение тела рабочего принуж-
Боковая неудобная 800 и более денное. Значительный наклон головы и туловища в сторону Рабочий вынужден совершать пере-
ход по фронту машины, так как ор- ганы управления находятся за пре- делами полукруга, описанного рукой рабочего
Если на машине работают сидя, то органы управления следу-
ет располагать в плоскости движения рук работающего. Если ма-
шина расположена на столе, который может служить опорой для
рук (например, подлокотники на столах швейных машии), то
органы управления целесообразно располагать так, чтобы ра-
бочий, пользуясь ими, перемещал руки лишь в горизонтальной
плоскости, не отрывая локтей от стола.
Из соображений безопасности такие органы управления, как
рычаги, штурвалы должны быть расположены так, чтобы при лю-
бых положениях исключалась возможность травмирования.
247
При проектировании органов управления необходимо стре-
миться к уменьшению усилий и перемещений. В связи с этим нуж-
но учитывать следующее. Усилия на органы управления должны
быть тем меньше, чем чаще рабочий ими пользуется. При работе
сидя усилия должны быть меньше, чем при работе стоя.
По принятым нормам усилия на органы управления, приво-
димые в движение от руки, не должны превышать 8 кГ. При ра-
боте сидя и в случае очень частых включений (более 1000 в смену)
усилия на пусковые рукоятки и рычаги не должны превышать
1,5 кГ, в случае частых включений (500—1000 в смену)— 2,5 кГ,
а при редких включениях (до 500 в смену)— 4 кГ. При работе стоя
приведенные значения могут быть соответственно увеличены до
3,5—8 кГ. В мало удобных зонах усилия должны быть сни-
жены.
В случаях управления машиной ногой (например, нажатием
на педаль) допускаемые усилия принимаются большими, чем при
работе рукой. При работе сидя усилие на педаль может быть принято
в зависимости от частоты включений 4—8 кГ, а при работе стоя
8—15 кГ. При больших усилиях продолжительность действия
не должна превышать 3 сек.
Проектируя органы управления, не следует допускать боль-
ших перемещений, так как это снижает скорость управления
и увеличивает утомляемость рабочего. Особенно следует стремиться
к ограничению хода педалей, учитывая относительно небольшую
подвижность ноги. Допускаемое перемещение (ход) зависит от
позы работающего и от положения ноги на педали. В тех слу-
чаях, когда управление педалью происходит за счет поворота -ступ-
ни, ход педали не должен превышать 50—70 мм.
При выборе конструкции органов управления и размещении
их на машине нужно позаботиться о том, чтобы рабочий легко осво-
ился с их расположением и не напрягал память при работе, вспо-
миная каким органом и как можно осуществить требуемое движе-
ние, т. е. учитывать фактор мнемоничности управления. Для это-
го перемещение органов управления должно находиться в опре-
деленной зависимости от перемещения инструмента. Например,
для перемещения инструмента вправо рукоятка управления так-
же должна перемещаться вправо. При вращающихся органах уп-
равления (маховичках) можно принять такую зависимость: при пе-
ремещении инструмента от рабочего — поворот маховичка по ча-
совой стрелке, а при перемещении к рабочему — против часовой
стрелки. При движении вправо — нажатие правой,кнопки, а вле-
во — левой. Различие формы и размеров рукояток позволяет ра-
248
оочему не глядя пользоваться нужным органом управления, а при
обозначении различными цветами легко находить нужный орган.
В зависимости от назначения, места расположения и условий
эксплуатации выбирают форму, размер и характер отделки того
или иного органа управления. Например, конические ручки удоб-
нее цилиндрических. Во многих случаях очень удобны ручки
с шаровыми наконечниками. Для частей, за которые рабочий бе-
рется руками, лучше применять не металл, а пластмассу или
дерево. Для удобства работы поверхность рукояток тщательно об-
рабатывают, а иногда полируют. Чтобы рука рабочего не соскаль-
зывала с рукоятки, на ней делают накатку. На поверхности кно-
пок делают углубление для пальца.
При расчете органов управления нужно учитывать следующее.
Для обеспечения точности работы органы управления должны
иметь минимально допустимый мертвый ход. Для перемещения,
например, кареток суппортов мертвый ход подающих винтов не
должен превышать 1/40 оборота. Рассчитывая усилия на органы
управления, нужно обязательно учитывать вес звеньев. В тех слу-
чаях, когда по расчету при максимально допустимых перемеще-
ниях .Ядоп усилие на рукоятках или педалях окажется выше до-
пустимого Рдоп, т. е. когда работа, необходимая для включения
машины ЛнеОбх > Ндоп Рдоп, конструктор обязан предусмот-
реть специальные устройства электромагнитные, электромеха-
нические, гидравлические, пневматические, выполняющие рабо-
ту управления. В этом случае управление будет осуществляться
небольшими усилиями нажатия на кнопку или поворота руко-
ятки для включения в действие специального устройства.
В целях обеспечения безопасности работы, исключения поло-
мок, аварий в систему управления машиной включают блокиро-
вочные устройства, обеспечивающие такое связывание цепей или
органов управления, при котором невозможно: одновременное
включение механизмов или устройств, предназначенных для по-
следовательной работы; включение машины в действие при не-
защищенных инструментах, представляющих опасность для ра-
ботающего; осуществить пуск машины, если рабочий не подго-
товил ее к работе, или когда он сам не готов к пуску машины.
Конструкции блокирующих устройств весьма разнообразны.
Приведем лишь несколько примеров.
Исключить одновременность работы механизмов, которые дол-
жны работать последовательно можно таким, например, блоки-
рующим устройством рукояток управления (рис. 64), при котором
поворот одной из них возможен лишь при определенном положе-
249
нии другой. Примером блокирующего устройства, исключающего
травмирование рабочего вследствие его неподготовленности мо-
жет служить пусковое устройство пневматического пресса ТПП.
Чтобы рабочий не мог включить пресс, не убрав руку с подушки,
пуск пресса (закрытие) может быть осуществлен нажатием одновре-
менно на две кнопки, расположенные друг от друга на таком расстоя-
нии, при котором исключается возможность нажатия обеих кнопок
пальцами одной руки. В тех случаях, когда машину обслуживают
двое рабочих, предусматривают блокировку, допускающую пуск ма-
шины при условии подготовлен-
ности обоих рабочих. Обычно
это достигается таким связы-
ванием органов управления,
при котором пуск машины воз-
можен лишь при одновременном
действии рабочих. При элек-
трических пусковых устройст-
Рис. 64. Схема блокировки рукоя- вах ЭТ0. Достигается разрывом
ток управления. пусковой электрической сети
в двух местах. Здесь, как и в
приведенном ранее примере, расстояние между пусковыми кноп-
ками дожно быть таким, чтобы один из рабочих не мог нажать обе
пусковые кнопки. В швейной машине 25 кл. ПМЗ имеется бло-
кирующее устройство, которое не позволяет включить машину
при неопущенной прижимной лапке, так как иначе могла бы про-
изойти поломка ножа, иглы или других деталей. При работе на
машине ОНК нельзя включить механизм закрытия подушек, пока
не будут откинуты установочные шаблоны.
В более сложных случаях блокировки органов управления,
например, для создания определенной последовательности в дей-
ствиях инструментов с заданной выдержкой времени, приходится
прибегать к автоматической блокировке, т. е. такому связыванию
цепей и органов управления, при котором без участия рабочего
могут быть вызваны определенные положения других цепей и ор-
ганов управления.
§ 3. Расчет произподительности машин
Основные понятия. Закон производительности. Под
производительностью машины понимают количество рабочих цик-
лов, переходов или изделий, которые машина может выполнить
в единицу времени.
250
Рабочий цикл — круг последовательно повторяющихся опе-
раций (переходов), из которых состоит законченный процесс. Общее
время рабочего цикла Т состоит из рабочего времени tp, в течение
которого рабочие инструменты производят непосредственную об-
работку изделия, и времени внутри цикловых потерь tx, несовме-
щающихся по времени с непосредственной обработкой изделия,
Т = tp 4-1 х-
Например, при обметывании петель на машине 25 кл. ПМЗ
в течение рабочего цикла выполняются следующие операции: а) ук-
ладывание изделия; б) пуск машины; в) обметывание кромок; г) на-
ложение закрепок; д) прорубание петли; е) обрезка нити; ж) уда-
ление изделия. В данном случае рабочее время определяется вре-
менем выполнения операций «в», «а»; время внутрицикловых
потерь состоит из времени выполнения операций «а», «б», «е», «яс», а
время выполнения операции «б» не учитывается, так как прору-
бание петли производится в период обметывания петли за 5—
6 стежков до конца строчки.
Потери времени, не связанные с рабочим циклом машины (на-
пример, наладка машины, смазка, смена иглы, нити, намотка
нити на шпулю), называют внецикловыми потерями.
Под цикловой, или теоретической производительностью по-
нимают то количество изделий (операций, переходов), которое мог-
ла бы обработать машина в единицу времени при непрерывной ее
работе на нормальном режиме без внецикловых потерь. Теорети-
ческая производительность
Q - ______
т - гр-мх-
Если же предположить, что процесс обработки изделия на ма-
шине протекает непрерывно без внутрицикловых и внецикловых
потерь, т. е. при tx = 0 и tn = 0, то производительность такой
машины
1
Такая производительность называется идеальной, или техно-
логической. Предположительными примерами для такого случая
могут служить обтачивание на токарном станке бесконечно длин-
ного вала, прядение бесконечно длинной нити, выполнение на
швейной машине бесконечно длинной строчки.
Соотношение между теоретической (цикловой) и идеальной
(технологической) производительностью называется коэффициен-
251
том производительности
<?т
Рис. 65. График производитель-
ности машины (закон производи-
тельности).
Заменив Q,r и QB их значениями, получим
__________________________________1_
‘ ip 4" ^х________________________Ч ’
1 + —
р
т. е. коэффициент производительности количественно определя-
ется отношением времени рабочих ходов к времени рабочего цикла.
Величина коэффициента про-
изводительности характеризует
степень непрерывности процесса
обработки, а следовательно, и
степень совершенства машины.
Коэффициент производитель-
ности изменяется в пределах
О < tj < 1. При ip = ix Г) — 0,5,
т. е. Q? = 0,5 Qa. Это значит,
что в данном случае 50% времени
расходуют непроизводительно на
холостые ходы и другие внутри-
цикловые потери. Примером по-
тери на холостые ходы в швей-
ных машинах может служить
холостой ход машины для выметывания фигурных петель, когда
происходит перемещение платформы после прорубки петли;
в прессах и аппаратах для поузловой обработки изделий — время
открытия и закрытия пресса, холостое смещение шаблонов, огра-
ничителей.
Из уравнения производительности Qv = - -- - j---—- следует,
'р ‘х
что выпуск продукции машиной не пропорционален уменьшению
рабочего времени. Графически зависимость теоретической и иде-
альной производительности от — показана на рис. 65. Для иде-
‘р
альной машины, где tx = 0, график производительности изобра-
жается прямой линией. При уменьшении рабочего времени в два
раза производительность возрастает также в два раза. Что же
касается теоретической производительности машины, то она ин-
тенсивно растет лишь до определенного числа оборотов. Это зна-
252
чит, что повышать производительность данной конкретной маши-
ны путем увеличения скорости ее работы можно лишь в опреде-
ленных пределах, после чего повышение скорости практического
эффекта не дает. Повысить производительность в данном случае
можно уменьшением времени внутрицикловых потерь.
Весьма показательным в вопросе выбора пути повышения про-
изводительности машины является коэффициент производитель-
ности. В области низких коэффициентов производительности (т. е.
там, где время холостых ходов велико) производительность сле-
дует увеличивать за счет уменьшения времени внутрицикловых
потерь, а в области высоких коэффициентов производительно-
сти — повышением скорости работы машины. В швейной промыш-
ленности повышение скорости работы специальных швейных ма-
шин (пуговичных, петельных), где машинное время выполнения
операции невелико, а потери на холостые ходы весьма значитель-
ны, не дает положительных результатов. В универсальных маши-
нах повышение скорости работы машины дает значительное по-
вышение ее производительности, о чем свидетельствует широкое
применение скоростных универсальных машин.
Таково влияние на производительность скорости работы ма-
шины и внутрицикловых потерь. При этом мы рассмотрели лишь
идеальную (технологическую) и цикловую (теоретическую) про-
изводительность. В реальном производственном процессе произ-
водительность снижается еще за счет некоторых факторов. Если
наряду с внутрицикловыми потерями tx учесть внецикловые по-
тери tn, т. е. время простоев машины при наладке, обслуживании,
из-за отсутствия материала, энергии, смене инструмента и т. д.,
то производительность
С*Ф = / । # _ь / •
‘рт 4 , *п
Эта производительность называется фактической.
Соотношение между фактической и теоретической произво-
дительностью называется коэффициентом использования машины
Численное значение этого коэффициента характеризует уро-
вень использования техники. Совершенство же машины с точки
зрения ее производительности оценивается коэффициентом про-
изводительности.
Чем меньше внецикловые потери, тем больше фактическая про-
изводительность. А этого можно достичь как механизацией и
253
автоматизацией внецикловых работ, так и проведением соответст-
вующих организационных мероприятий. Например, укрупнение
производственных процессов или пачковый запуск деталей в швей-
ной промышленности в условиях специализированного произ-
водства уменьшает нерациональные простои специальных машин,
вследствие их незагруженности. Фактическая производитель-
ность швейных машин может быть повышена механизацией та-
ких вспомогательных операций, как обрезка нити, останов ма-
шины с иглой в верхнем положении, подача фурнитуры и т. п.
При определении производительности машины следует учи-
тывать также и некондиционность продукции, т. е. потери, обу-
словленные выпуском брака. Производительность машины с уче-
том брака определяют так:
<?бр
<2кН = «2ф-<26р) = <2ф 1--^
где fl----^2
\ ^Ф
= т]к — коэффициент качества.
Таким образом, производительность, вычисленная с учетом
коэффициентов использования и качества, т. е. вычисленная по
выпуску лишь качественной продукции,
^кн ПиПк<2т-
Производительность машин в зависимости от метода обработ-
ки изделия. Существует три основных метода обработки изде-
лий: 1. Метод последовательной обработки, когда все участки об-
рабатывают последовательно один за другим. Так при работе швей-
ной машины строчка выполняется последовательным наложением
стежков. Закройная машина последовательно режет ткань, про-
ходя ножом по линии разрезания. 2. Метод параллельной обра-
ботки, когда одновременно обрабатывают все участки, например,
глажение с помощью пресса. 3. Параллельно-последовательный
метод обработки, когда часть участков обрабатывают одновремен-
но, а часть — последовательно. Примером может служить работа
загибочных прессов, в которых некоторые из утюжков сдвигают-
ся одновременно, а затем поочередно включаются в работу дру-
гие утюжки.
Определим производительность специальной загибочной ма-
шины с периодическим действием рабочего инструмента (ударни-
ка, иглы), работающей по методу последовательной обработки,
например, края детали (хлястика шинели). Время действия ин-
254
струмента t2, ti,..., tn_t; tn, а время между действиями
инструмента — т1; т2, т3,..., тг,..., тп_i.
Продолжительность обработки первого участка (рис. 66, а)
п п—1
1 1
Аналогично определяют время Г2, Т3, Т4 обработки второго, треть-
его и четвертого участков.
Рис. 66. Схемы обработки деталей.
Циклограмма работы машины для данного случая показана
на рис. 67, а. Общее время на обработку изделия при Тг =# Т21=/=
Ф ... =/= Tt Ф ... + Тг-\.+ Тг И t0=£ const будет
Z Z—1
Т’общ = Ti ?0i,
1 1
где z — количество участков.
Для случая, когда Т4 = Т2 = Т.л — ... = Tt =... = Zz-i =
= Тг ~ Т, tB = COIlSt
Уобщ = Tz + t0 (Z — 1).
255
Теоретическая производительность для рассматриваемых слу-
чаев
Фактическая производительность будет меньше, так как при
ее подсчете учитывают внецикловые потери
+ 2 *0i+'n
i i
или <2ф— Tz_^ig^z_1) + (и.
Схема параллельной обработки того же изделия показана иа
рис. 66, б, а циклограмма работы машины на рис. 67,6. Здесь общее
время Гобщ на обработку изделия определяют, как сумму затрат
256
времени на обработку большего участка плюс время внецикловых
потерь, т. е.
Уобщ ^тах 7 tn-
Теоретическая и фактическая производительность машины
для данного случая
& = 7“• = 7 77“ ‘
max max * и
Выражение для (7 при методе параллельно-последователь-
ной обработки имеет ту же структуру, что и при методе последо-
вательной обработки, но численное значение ее выше за счет умень-
шения z, так как некоторые участки обрабатываются одновре-
менно.
Рассмотренный пример показывает, что наиболее производи-
тельным является метод параллельной обработки, где общее вре-
мя обработки всего изделия равно наибольшему времени обра-
ботки одного из участков, а самый непроизводительный метод —
последовательной обработки. Переход с метода последовательной
обработки к параллельной является одной из рациональных тен-
денций в технологии швейного производства.
Г л п. в н
II. Конструктивные вариянты основных типов
машин швейного производства
В настоящей главе машины швейного производства рас-
сматриваются в плане развития и совершенствования их конст-
рукции, подчеркиваются наиболее рациональные конструктивные
варианты, оцениваются с точки зрения их соответствия современ-
ному уровню швейного машиностроения и возможности исполь-
зования элементов этих машин при проектировании новых видов
технологического оборудования.
В истории развития техники имеется много примеров возрож-
дения в обновленном виде применявшихся ранее конструктив-
ных вариантов, что вполне соответствует принципу диалектиче-
ского развития техники по развертывающейся спирали. Подтвер-
17 2187
257
ждением сказанному может служить, например, возрождение
в металлургии конверторного способа производства стали в связи
с применением кислородного дутья, а в швейном машиностроении
применение в современных пшенных машинах «устаревших» ка-
чающихся челноков. Поэтому, исследуя современные мапшнм
с точки зрения возможности использования рациональных конст-
руктивных элементов во вновь проектируемой машине, конструк-
тор не должен упускать из ноля зрения и применявшиеся ранее,
так называемые «морально устаревшие машины», снятые с про-
изводства, а иногда даже забытые и ушедшие в прошлое машины
Проектируя новую машину, конструктор должен умело ис-
пользовать богатый опыт, накопленный шве![ной промышленностью
и швейным машиностроением в области механизации и автомати-
зации производственных процессов. Он должен не только хорошо
знать все основные конструктивные варианты современных машин,
но и понимать эти машины в историческом плане, представлять
себе этапы их возникновения п совершенствования, улавлпвать
рациональные тенденции, определяющие перспективные направ-
ления развития той или иной группы машин.
§ 1. О<Тщая хариктерие'гика современного машинного
парка и классификация машин
В современной швейной промышленности применяют
большое количество различных швейных машин, отличающихся
друг от друга не только отдельными конструктивными элемента
ми, но и по существу, т. е. по принципу действия, но способу об-
работки, по характеру воздействия рабочих органов на полуфаб-
рикат. Если раньше единственным способом скрепления деталей
являлась ниточная строчка, а формования изделий — глажение руч-
ным утюгом, то сейчас весьма широко применяют способы клеево-
го соединения, а формование и другие операции ВТО выполняют
с помощью специальных машин и аппаратов. Все шире внедряют
новые прогрессивные достижения науки и техник**: синтетические
материалы и химические способы обработки полуфабрикатов,
термосварку, оплавление, поузловую обработку, вырубание де-
талей при раскрое тканей, пневматику, гидравлику, электронику.
Все это коренным образом меняет характер машинного парка,
а само название швейной промышленности в связи с перспективой
широкого внедрения нешьейных методов обработки при изготов-
лении одежды теряет свое смысловое значение и перестает быть
258
определяющим. Постоянно развиваются, совершенствуются су-
ществующие машины, возникают принципиально новые виды тех-
нологического оборудования в соответствии с основными направ-
лениями технического прогресса: комплексной механизацией
и автоматизацией при совершенствовании технологических мето-
дов обработки в условиях рациональных организационных
форм производственных процессов специализированного произ-
водства.
Машинный парк обновляется на всех участках производствен-
ного процесса. В закройных и подготовительных цехах появились
полуавтоматические браковочно-промерочные станки и машины
для настилания тканей, трехшкивные ленточные машины и вы-
рубочные прессы. Наряду с универсальными стачивающими ма-
шинами применяют большое количество специальных швейных
машин-полуавтоматов. Имеются полуавтоматические вышиваль-
ные машины, создаются автоматически действующие агрегаты.
В швейные машины вводят элементы автоматики по контролю рабо-
ты и управлению машиной. Ведутся работы по автоматизации
смены шпуль, останову иглы в нужном положении. Машины ос-
нащают механизмами, устраняющими многие ручные операции:
обрезку ниток, выправку канта и т. д.
Все больше появляется машин, выполняющих одновременно
две операции: стачивание с одновременной обрезкой края ткани,
высеканием зубцов или обметыванием; пришивку кружев с обрез-
кой края ткани под кружевами; стачивание с посадкой без
предварительной выметки; одновременное прокладывание двух
строчек. Совершенствуются отдельные узлы и механизмы швей-
ных машин. Ручную смазку заменяют принудительной централи-
зованной. Растет число полуавтоматов для поузловой обработки
с применением клея. Основным видом оборудования для ВТО ста-
новятся прессы, оснащенные автоматическими устройствами ре-
гулирования режима обработки.
Все шире развертываются работы по комплексной механиза-
ции и автоматизации производственных процессов. Если раньше
задачи механизации решались внедрением отдельных машин для
выполнения определенных операций, то сейчас ведутся разработ-
ки комплектов машин для целых участков технологического
процесса.
Широкие перспективы для механизации открылись в связи
с внедрением искусственных и синтетических материалов, разви-
тием химии и возможностью химизации производственных про-
цессов.
17*
259
В связи с тем, что ознакомить студентов со всеми конструктив-
ными вариантами основных типов машин швейного производства
невозможно, мы рассматриваем наиболее характерных предста-
вителей определенных групп машин. Поэтому необходимо классифи-
цировать машины швейного производства и избрать наибо-
лее удобную для решения поставленной задачи форму класси-
фикации.
Под классификацией швейных машин понимают подразделение
их на группы в соответствии с общими, присущими данной группе
машин, конструктивными, технологическими, эксплуатационными
или другими признаками. Все швейные машины принято подраз-
делять на универсальные и специальные. К универсальным отно-
сятся машины, на которых можно выполнять несколько техноло-
гических операций. Например, машина 22-А кл.ПМЗ может быть
использована для выполнения большого количества операций по
стачиванию деталей, а машину 26 кл. ПМЗ, выполняющую зиг-
загообразную строчку, применяют для наложения плотных швов,
для стачивания деталей встык, для выполнения отделочных стро-
чек, а иногда и как краеобметочную. Специальными машинами
являются такие, на которых можно выполнять какую-либо одну,
совершенно определенную технологическую операцию, например,
пришивку пуговиц, изготовление закрепок, выметывание петель.
Внутри каждой из этих групп машины подразделяют на две под-
группы в зависимости от характера выполняемой ими строчки:
машины, выполняющие цепные строчки, и машины, выполняющие
челночные строчки.
Деление машин на группы в соответствии с их технологическим
назначением называют технологической классификацией. При этом
выделяют следующие группы машин: стачивающие, краеобметоч-
ные, выметочные, стегальные, подшивочные, пуговичные, закре-
почные, петельные, вышивальные и т.д.
По степени участия рабочего в управлении машиной и контроле
ее работы машины подразделяют на неавтоматические, полуавтома-
тические и автоматические. К неавтоматическим относят машины,
которые работают при постоянном участии рабочего в их управ-
лении (например, стачивающие машины 22 кл). В полуавтомати-
ческих машинах большинство операций выполняется автоматиче-
ски и лишь некоторые с участием рабочего. Так при работе на
петельной машине рабочий выполняет операции по установке и
снятию изделия, а все основные операции, такие как выметывание
петли, прорубка ткани, включая останов машинН в конце цикла,
выполняются автоматически самой машиной. В автоматических
260
машинах все операции выполняются без участия рабочего. Его роль
сводится лишь к наблюдению за их работой, к периодической
переналадке и перезаправке их на длительный период времени.
Машиностроительные заводы также подразделяют машины на
группы (заводская классификация) и присваивают им соот-
ветствующие обозначения. Подольский механический завод
им. М. И. Калинина (ПМЗ) подразделяет машины на классы, при-
сваивая каждому классу порядковый номер: 1, 2, ..., 22, 23,... 75
и т. д. Внутри класса машины подразделяют на варианты, обоз-
начаемые большими буквами русского алфавита: 22-А, 22-Б, 22-В.
Варианты отличаются от основной (базовой) машины некоторыми
дополнительными или измененными механизмами в соответствии
с технологическим назначением. На некоторых заводах традици-
онно установились другие способы подразделения и обозначения
машин, чаще всего по технологическому принципу. Ростовский
завод петельную машину обозначает ПМ-1, а стегальную СМ-2.
Машины подразделяют и по классам технологических процес-
сов. В соответствии с этой классификацией к первому классу
относятся машины, выполняющие технологические операции то-
чечным воздействием инструмента на полуфабрикат. Примером
такой операции может служить наложение строчки последователь-
ными проколами иглой швейной машины. Ко второму классу от-
носятся машины с линейным воздействием инструмента на предмет
обработки, например, прорубание петли, разрезание настила из
ткани на закройной машине. К этому классу относятся машины
для настилания тканей, браковочно-промерочные станки, гладиль-
ные каландры. В третий класс входят машины, осуществляющие
обработку поверхностным воздействием рабочего органа на изде-
лие, когда каждая точка поверхности полуфабриката обрабаты-
вается определенной точкой рабочего органа. По такому принци-
пу работают гладильные и загибочные прессы, машины для поуз-
ловой обработки изделий. В четвертый класс входят машины и
аппараты, оказывающие объемное действие на полуфабрикат. Здесь
обработка ведется действием технологического фактора—-тепла, кра-
сителя. Для этого класса технологических процессов характер-
но то, что в каком бы месте рабочей зоны ни находилась любая
точка полуфабриката, она будет обработана. Единственным при-
мером из швейной промышленности может служить паровоздушный
манекен. В дальнейшем, в связи с предстоящей химизацией швей-
ной отрасли применение аппаратов, работающих по четвертому
классу будет более широким. Можно предположить, например,
что формованию синтетических материалов будет предшество-
261
вать их пропитка пли размягчение воздействием пара или какого-
либо другого технологического агента.
Каждая из приведенных форм классификации может быть удоб-
ной или неудобной в зависимости от цели, поставленной перед ис-
следователем, от характера задачи, для решения которой необ-
ходима определенная систематизация. Мы пользуемся подразде-
лением по классам технологических процессов, так как при этой
классификации конструктивные особенности машин наиболее тес-
но связаны с характером технологического процесса. Такая клас-
сификация позволяет судить о сравнительной производительности
машин, т. е. об эффективности применения. Она позволяет опре-
делить направление для создания новых машин, оценить с этой точ-
ки зрения конструктивные варианты машин при выборе принци-
па действия, т. е. в процессе работы над соответствующими эта-
пами проектирования новой машины.
Наиболее прогрессивными являются процессы третьего и чет-
вертого классов, где применен наиболее производительный метод
параллельной обработки. На разработку таких процессов, машин
и аппаратов для их осуществления следует ориентироваться тех-
нологам и конструкторам, решающим задачи по проектированию
новых машин для швейной промышленности.
§ 2. Машины, работающие да базе технологических
процесс»» первого класса
К машинам, работающим на базе технологических про-
цессов первого класса, в швейной промышленности можно отне-
сти все швейные машины, составляющие основную часть техноло-
гического оборудования швейных фабрите, и некоторые машины
для выполнения ряда вспомогательных операций такие, как для
нанесения клеевой пленки или обрезкп концов настила.
Несмотря на огромное разнообразие швейных машин, отличаю-
щихся друг от друга как по технологическому назначению, так
и конструктивно, в них имеется очень много общего. Любая швей-
ная машина компонуется из совершенно определенных механиз-
мов, обеспечивающих образование строчки, выполнение ряда до-
полнительных или вспомогательных операций и управление ма-
шиной.
Рассматривая швейные машины с этой точки зрения, в них мож-
но различить три основные группы механизмов: Д. Шьющие ме-
ханизмы, с помощью которых приводятся в движение рабочие ор-
262
ганы, участвующие в процессе соединения деталей ниточной строч-
кой (игла, челнок, петлитель, нитепритягиватель, двигатель ткани
и другие устройства, обеспечивающие удержание ткани в опре-
деленном положении или ее перемещение в процессе шитья).
2. Механизмы, выполняющие дополнительные операции; обрезку
края ткани, высекание зубцов, обрезку ниток, выправку канта,
Рис. 68. Конструктивная схема швейной машины 4 кл. ПМЗ:
1 — кривошип; г — шатун; 3 — кулиса; 4 — челночный вал; 5 — челнок-
разутюжку шва, прорубание ткани для петель и т. д. 3. Меха-
низмы, управляющие шьющими и другими механизмами в процес-
се работы. Например, в петельных машинах — механизмы изме-
нения величины зигзага, величины и направления перемещения
ткани, включения ножа, автоматического останова машины.
Машиной, соответствующей современному техническому уров-
ню, может быть признана машина, состоящая из наиболее совер-
шенных, рационально скомпонованых и перспективных механиз-
мов. С этой точки зрения мы и будем подходить к оценке пред-
263
ставителей определенных групп машин, рассматривая их в истори-
ческом плане развития и совершенствования.
Основными представителями стачивающих швейных машин,
можно считать машины 4, 22 и 97 кл. ПМЗ (рис. 68, 69, 70). Все
они применяются в швейной промышленности, хотя каждая из них
является представителем ^своего времени: 4 кл. — отживающая;
Рис. 69. Конструктивная схема швейной машины 22-А кл. ПМЗ:
1 — игла; 2 — челнок; з — рейка; 4 — прижимная лапка; 5 — нитепритягиватель.
22 кл. — наиболее распространенная, но уже морально устаревшая;
97 кл. — наиболее совершенная современная и перспективная ма-
шина. На рис. 70 показана машина переходного периода от ма-
шины 22 к 97 кл.
Конструктивное развитие швейных машин этой группы опре-
делялось в основном стремлением к увеличению производительно-
сти за счет увеличения скорости их работы. Если машина 4 кл. мо-
гла работать лишь на скоростях до 2200 об/мин, а Машина 22 кл. —
264
до 3500 об)мин, то машины 241 и 97 кл. работают на скоростях
4500 и 5000 об/мин.
Возможность повышения скорости работы машины 4 кл.
(см. рис. 68) ограничивалась в основном наличием в ней качающегося
челнока, возвратно-поворотные движения которого осуществляют-
ся ударами поводка. Его приводит в движение весьма сложный ме-
8 7 6
Рис. 70. Конструктивная схема скоростной швейной машины
97 кл. ПМЗ.
ханизм, состоящий из кривошипа, шатуна, кулисы, двух коромысел
и челночного вала. При больших скоростях в этом механизме возни-
кают большие инерционные нагрузки ударного действия, что приво-
дит к быстрому износу дорогостоящего челнока и отдельных звень-
ев механизма (поводка, кулисы). В связи с этим перед конструк-
торами швейного машиностроения возникла задача уменьшения
инерционных нагрузок в механизмах швейных машин. Учитывая,
что величина инерционных нагрузок зависит от массы и ускорения
звеньев, эта задача решалась путем создания механизмов, обес-
265
печивающих движение рабочих органов с минимальными ускоре-
ниями, с меныпим количеством звеньев, уменьшением их веса. Был
изобретен равномерно вращающийся челнок, который начал выте-
снять качающиеся челноки не только из универсальных, но и из
большей части специальных машин.
В машине 22 кл. (рис. 69) повышение скорости до 3500 об]лшн
было обеспечено за счет применения равномерно вращающегося
Рис. 71. Конструктивная схема швейной машины 241 кл. фирмы Зжнгер.
челнока, приводимого в движение простым механизмом, который
состоит их двух пар конических шестерен, вертикального и челноч-
ного валиков, а также за счет применения легкого пустотелого
укороченного игловодителя в механизме иглы и облегчения звень-
ев других механизмов.
Но и эта скорость оказалась недостаточной. Современная орга-
низация производства на швейных фабриках, характеризующая-
ся специализацией производственных процессов и рациональным
разделением труда, улучшением конструкции одежды и внедре-
нием новых технологических методов ее изготовления, создала усло-
вия для еще большего увеличения скорости работы швейных машин.
Исследования, проведенные ЦНИИШП (Центральный научно-ис-
266
следовательский институт швейной промышленности) показали,
что до 40% всех операций по стачиванию деталей швейных изде-
лий могут выполняться на машинах, работающих на скоростях
4000 — 5000 об/мин. Начались новые поиски, направленные на
повышение скорости работы швейных машин. Появились скоро-
стные машины 241, 400 кл. фирмы Зингер, машины «Супра» 216 кл.
фирмы Дюркопп и 434 кл. фирмы Пфафф. Сначала работа велась
по линии модернизации существующих машин усовершенствова-
нием отдельных узлов и механизмов (машина 241 кл.), а затем по-
явились принципиально новые машины с новыми механизмами
и оригинальными решениями конструктивных узлов такие, как
451 кл. Зингер и 97 кл. ПМЗ (рис. 70).
Машина 241 кл. Зингер (рис. 71) выполнена на базе машины
96 кл. той же фирмы. Она имеет много общего с машиной 22 кл.
ПМЗ и отличается от нее наличием централизованной смазки, не-
которыми конструктивными дополнениями, а также повышенной
точностью и чистотой обработки деталей. Каких-либо принципи-
альных изменений в структуру механизмов не внесено. В механизм
иглы добавлено устройство, исключающее поворот игловодителя
вокруг своей оси. Верхняя головка шатуна и нижняя головка ните-
притягивателя посажены на игольчатые подшипники. Изменен спо-
соб регулирования величины стежка: вместо механизма, в котором
стежок изменялся за счет изменения точки подвеса соединительно-
го звена, применен эксцентрик с изменяющимся эксцентриситетом.
Принудительная смазка осуществлена масляным насосом, полу-
чающим движение от нижнего конца вертикального валика. На-
сос берет масло из нижнего резервуара и подает его по двум напра-
влениям: по вертикальной трубке к пустотелому главному валу
для смазки правого и левого подшипников и по горизонтальной
трубе — к механизмам, размещенным под платформой машины.
Анализируя конструктивные варианты скоростных машин,
обобщенно можно отметить, что возможность повышения скорости
работы в современных швейных машинах обеспечена в результате:
1) применения принудительной централизованной смазки основ-
ных узлов и механизмов машины; 2) высокой точности и чисто-
ты обработки трущихся поверхностей деталей; 3) замены тре-
ния скольжения трением качения в парах, работающих при
больших относительных скоростях и нагрузках; 4) правильного
подбора материалов сопряженных деталей и соответствующей их
термической обработкой или нанесением на поверхность этих дета-
лей антифрикционных покрытий; 5) применения динамически
уравновешенных механизмов; 6) уменьшения длины кинематиче-
267
ских цепей вообще и уменьшения длины отдельных участков кине-
матических цепей, работающих на больших скоростях.
Лучшими из современных скоростных швейных машин являю-
тся машины 97 кл. ПМЗ и 451 кл. Зингер, так как в этих маши-
нах даны наиболее рациональные конструктивные решения, обес-
печивающие работу машины на больших скоростях. Введены но-
вые оригинальные неизвестные ранее механизмы и конструктив-
ные узлы.
Рассмотрим конструкцию машины 97 кл. более подробно [7].
В механизме иглы машины 97 кл. в целях уменьшения инерцион-
ных нагрузок применен легкий пустотелый игловодитель 1
(см. рис. 70) без специального иглодержателя (игла крепится винтом
непосредственно в игловодителе). Массы механизма уравновешены
противовесом 4, закрепленным на главном валу машины. Иглово-
дитель движется в двух направляющих втулках, причем ниж-
няя втулка 11 значительно удлинена. Палец поводка 2 дви-
жется в направляющем пазу 12, что исключает возможность по-
ворота игловодителя вокруг своей оси и уменьшает изгибающие
усилия шатуна на игловодитель. В верхней головке шатуна вмон-
тирован игольчатый подшипник.
Механизм челнока специфичен тем, что в нем применен укоро-
ченный челночный валик 8, получающий движение от распреде-
лительного вала через пару шестерен 6,7 с внутренним зацепле-
нием зубьев. Здесь лишь одно небольшое звено — челночный
валик вращается с наибольшей скоростью 10 000 об/мин, что соот-
ветствует рациональному принципу, сформулированному в пунк-
те 6 особенностей скоростных машин.
Все механизмы двигателя ткани 10 помещены под платфор-
мой машины в непосредственной близости к рабочему органу — рей-
ке 9. Такая возможность появилась в связи с тем, что под плат-
формой помещен распределительный вал 5, вращающийся со ско-
ростью главного вала, от которого механизм двигателя ткани
получает движение. В данном случае отпала необходимость приме-
нения длинных передаточных звеньев (шатун — вилка в 22 кл.).
сократилась длина кинематических цепей, уменьшились массы
звеньев, что способствовало увеличению точности работы меха-
низма и уменьшению инерционных нагрузок.
Очень важной конструктивной особенностью машины 97кл. яв-
ляется применение в ней равномерно вращающегося нитепри-
тягивателя 3. Преимущество такого нитепритягивателя перед дру-
гими состоит в том, что он обеспечивает точный закон подачи
и выбирания нити. Это очень важно для машин, работающих на
268
больших скоростях, так как малейшая погрешность в работе ни-
тепритягивателя приводит к обрыву нити. Нитепритягиватель
прост конструктивно, состоит из штампованной детали, закреп-
ленной на пальце кривошипа. Равномерность вращения и возмож-
ность полного уравновешивания массы исключает возможность
возникновения инерционных нагрузок.
Главный вал машины и правый конец распределительного
вала вращаются в шариковых подшипниках. На ведущий
эксцентрик механизма двигателя ткани и палец кривошипа меха-
низма иглы надеты игольчатые подшипники.
В машине 97 кл. значительно проще и оригинальнее решена
система их смазки. Если, например, в машинах «Супра» и 241 кл.
Зингера масло подается специальным насосом, то здесь таким на-
сосом служит пара шестерен, от которых получает движение чел-
ночный валик. Использование одного и того же узла одновремен-
но для двух целей значительно упрощает конструкцию машины.
В системе смазки машины 97 кл. совершенно отсутствуют масло-
проводные трубки. Масло от насоса подается к местам смазки по
отверстиям, высверленным в валах и деталях. Вся система смазки
разделена на две группы. Механизмы, находящиеся под платфор-
мой машины, обеспечиваются маслом централизованно от шесте-
ренчатого насоса, а механизмы, расположенные в верхней части
машины, имеют индивидуальную смазку. Масло подается по от-
дельным каналам с фетровой набивкой, аккумулирующей запас
масла в количестве, обеспечивающем длительную работу меха-
низмов.
Оригинальность решения конструктивных узлов, рациональ-
ное сочетание их функций и правильная компоновка механизмов
обеспечили конструктивную простоту машины 97 кл. в целом.
Машина обеспечивает хорошее качество строчки на всем диапазо-
не скоростей до 5000 об)мин. Применение скоростных машин повы-
шает производительность труда на операции примерно на 10%.
Конструктивные отличия других типов машин от стачивающих
обусловлены в основном их технологическим назначением.
Покажем это на примере вариантного развития машины 22 кл.
ПМЗ [6]. Варианты машины 22 кл. возникли в соответствии с не-
обходимостью расширения области ее применения, а конструк-
тивно это выразилось в оснащении базовой машины 22-А кл. до-
полнительными механизмами.
Для того чтобы обеспечить возможность применения машины
22-А кл. для стачивания легких тканей, нужно было улучшить
условия петлеобразования, устранив торможение верхней нити
269
при обводе ее вокруг шпули, возникавшее в челночном комплек-
те при проходе нити между пальцем и выемкой в шпуледержате-
ле . Конструктивно эта задача была решена дополнением машины
22-А кл. механизмом отводчика шпуледержателя (рис.72). Так
возникла машина 22-Б кл. для стачивания легких тканей.
Машины 22-В кл. для стачивания с одновременной обрез-
кой края ткани параллельно линии строчки и 22-Е кл. для ста-
чивания с одновременным высеканием зубцов по краю ткани
Рис. 72. Механизмы отводчиков
шпуледержателей:
а — с ведущим ввеном, закрепленным на
валу подъема двигателя ткани; б — с ве-
дущим звеном — на челночном валике; 1 —
челночный валик; 2 — шпуледержатель;
3 — отводчик шпуледержателя; 4 — коро-
мысло; 5 — вал подъема рейки; 6 —
аксцентрик.
В машинах 22-Б и 22-Е кл.
с целью предохранения ее от
осыпания были получены осна-
щением машины 22-А кл. соот-
ветственно механизмами плоского
и призматического ножей. Кон-
структивно задача привязки
указанных выше механизмов
к базовой машине решалась
весьма просто. При этом нужно
обратить внимание на необхо-
димость правильного выбора
ведущего звена и механизма,
к которому следует его привя-
зать. В связи с этим заслужи-
вают внимания два конструк-
тивных варианта привязки ме-
ханизма отводчика шпуледер-
жателя.
ведущим звеном этого механизма
(рис. 72, а) является коромысло 4, закрепленное на валу подъема
рейки механизма двигателя ткани. В других машинах, например,
двухигольных ведущим звеном механизма отводчика шпуледер-
жателя (рис. 72, б) служит эксцентрик 6, закрепленный на чел-
ночном валике. Какой из конструктивных вариантов следует счи-
тать лучшим?
В первом случае возможность регулирования момента дейст-
вия отводчика весьма ограничена и затруднена тем, что работа его
связана с работой механизма двигателя ткани. Чтобы изменить
момент удара отводчика по шпуледержателю, нужно повернуть
на главном валу эксцентрик подъема рейки, но это приведет
к изменению времени ее работы, что недопустимо. Во втором слу-
чае регулирование может быть осуществлено поворотом эксцентри-
ка на челночном валике, что не отразится на работе механизма
челнока.
270
Рис. 73. Схема размещения челноков
и игл в двухигольных машинах,
аналогичны механизмам обычных
Конструктивные особенности двухигольной машины заключаю-
тся в наличии двух челноков, двухигольных иглодержателей
и сдвоенных устройств для направления и подачи нити. Здесь,
решая задачу компоновки машины, важно найти наиболее рацио-
нальные конструктивные варианты этих механизмов и наиболее
компактный способ их размещения.
В данном случае удобно, например, применять челноки, вра-
щающиеся в горизонтальной плоскости, а размещать их иног-
да при малых расстояниях между строчками не по оси I — I
(рис. 73, а) машины, а диагонально (рис. 73, б). Целесообразно
и вполне возможно при-
менять не два, а один
двухглазковый нитепритя-
гиватель для двух нитей.
Наиболее распространен-
ным типом нитепритяги-
вателя для двухигольных
машин является кулисный.
Большая часть шью-
щих механизмов машин,
выполняющих зигзагооб-
разные строчки (рис. 74),
стачивающих машин. Некоторые конструктивные особенности име-
ются лишь в механизмах иглы и челнока 18]. Чтобы получить зиг-
загообразную строчку, игловодитель помещают в отверстиях откло-
няющейся рамки. Применяют в основном два типа рамок: маят-
никовую и поворотную. Оба механизма обеспечивают получение
зигзагообразной строчки, по они обладают разными свойствами,
определяющими рациональность их применения в конкретной ма-
шине. Размещение масс (центров тяжести) в рассматриваемых ме-
ханизмах таково, что при одинаковых скоростях работы машины
в маятниковой рамке возникают большие инерционные усилия,
чем в поворотной. Это значит, что для машин, работающих на боль-
ших скоростях, более приемлемым является механизм отклоне-
ния иглы с поворотной рамой. t <
Имеется и еще очень важное свойство рамок, касающееся вза-
имодействия иглы и челнока, на которое нужно обратить внима-
ние. Совершая поочередно правый и левый проколы, игла, от-
клоняемая маятниковой рамкой, перемещается в одной пло-
скости, и ее лезвие не отходит от плоскости I—I вращения
носика челнока (рис. 75, о), а игла, отклоняемая поворотной
рамкой, описывает дугу окружности (рис. 75, б). При постоянной
271
величине и малых зигзагах такое различие в характере работы игл
не оказывает влияния на взаимодействие иглы с челноком. Но при
больших зигзагах и необходимости в регулировании механизма
иглы на меньший зигзаг иглы отходит от плоскости I — I (проколы
1' и 2' на рис. 75, б). Носик челнока перестает захватывать петлю,
процесс образования строчки нарушается. В механизме иглы с ма-
Рис. 74. Конструктивная схема зигзаг-машины 26 кл. ПМЗ:
1 — вал подъема рейки; 2 — вал челнока; 3 — челнок; 4 — маятниковая рамка.
ятниковой рамкой этот недостаток отсутствует. Проколы иглы 1,
2 при большом зигзаге и Г, 2' при малом зигзаге (рис. 75, а)
расположены на одной линии. Это значит, что в машинах, рабо-
тающих на сравнительно небольших скоростях, но при большом
регулируемом зигзаге целесообразно применять механизмы иглы
с маятниковыми рамками. Такова машина 26 кл.ПМЗ (рис. 74).
Вторая конструктивная особенность зигзага- машин относится
к механизму челнока, его размерам и способам размещения в ма-
шине. В машинах, работающих на больших зигзагах (8—9 мм)
272
применяют увеличенные челноки и размещают их не на основном
челночном валу (рис. 76, а), а на дополнительном челночном ва-
лике, расположенном под прямым углом к оси I — I основного
Рис. 75. Схема взаимодействия иглы и челнока в зигзаг- машине:
61 и б£ — зазоры между иглой и носиком челнока при малом и большом зигзаге; I—I
плоскость вращения носика челнока.
вала (рис. 76, б). Такое размещение челнока обусловлено направ-
лением строчки (под углом 90° к оси машины), а увеличение раз-
меров челнока — стремлением создать благоприятные условия
для захвата петли носиком челнока как при правом, так и левом
проколах иглой ткани.
Большой размер челнока является основной причиной, ограни-
чивающей возможность увеличения скорости работы машины, так
как при больших скоростях резко
увеличивается нагрузка на верх-
нюю нить при обводе ее вокруг
шпули, чтр приводит к стягиванию
ткани строчкой и частому обры-
ву нити. Зигзаг-машина 26 кл.
хорошо работает лишь на ско-
ростях не более 2500 об/мин. Рас-
смотренный случай является при-
мером , влияния конструкции ме-
ханизмов на эксплуатационные
свойства машины.
Рассматривая машину 26 кл.,
о б
Рис. 76. Схема размещения
челноков:
а — в обычной; б — в зигзаг- машине-
нужно обратить внимание еще
на одну особенность — вал подъема рейки сделан пустотелым,
а внутри его помещен челночный вал. В этом проявилось стремле-
ние крнструктора разместить механизмы машины наиболее ком-
пактно.
18 2187
273
Конструктивные особенности некоторых машин, выполняющих
цепную линейную строчку. В швейной промышленности приме-
няют машины, выполняющие однониточную строчку, такие, как
выметочная машина ВМ-1 или 28 кл.ПМЗ для шитья головных убо-
ров, а также машины, выполняющие двухниточную цепную строч-
ку, например, машина 38 кл. ПМЗ для шитья тканных мешков.
Рис. 77. Конструктивная схема выметочной швейной машины ВМ-1:
1 — игла; 2 — петлитель; 3 — рейка; 4 — прижимная лапка; 5 — нитеподатчик
Из зарубежных можно назвать машину 253 кл. фирмы Зингер или
51 200 кл. фирмы Унион Специаль для стачивания бельевых
тканей.
Машина ВМ-1 (рис. 77) выполнена на базе челночной машины
22-А кл. ПМЗ и отличается от нее лишь двумя механизмами. Вместо
шарнирно-стержневого нитепритягивателя применен нитеподат-
чик 5, укрепленный на игловодителе, а вместо челнока — вращаю-
щийся петлитель 2. В связи с тем, что петлитель должен вращать-
ся со скоростью главного вала, а не с удвоенной скоростью вра-
щения челнока, в механизме петлителя установлены шестерни с
общим передаточным отношением 1=1:1. Структура и компонов-
274
на других механизмов такая же, как и в машине 22-А кл.
Упомянутая выше машина 28 кл. ПМЗ и другие машины, выполняю-
щие однониточную цепную строчку, принципиально не отличают-
ся от рассмотренной (если не считать устаревших машин с качаю-
Рис. 78. Швейная машина 38 кл. ПМЗ:
а — конструктивная схема; б — траектория движения петлителя.
щимися петлителями, выполненных на базе 4 кл. ПМЗ). Отли-
чие, обусловленное технологическим назначением, выражается не
в механизмах, а, например, в форме и размерах рабочего выле-
та рукава машины.
К типичным представителям машин, выполняющих двухниточ-
ную цепную строчку, можно отнести, например, машину 38 кл.ПМЗ,.
18*
275
коструктивная схема которой показана на рис. 78. Эта машина
механизмами и характером их компоновки отличается от челноч-
ных. Главный вал машины размещен не в рукаве, как это приня-
то у большинства швейных машин, а под ее платформой. Рейка
получает движение от эксцентриков 13 и 21, закрепленных па глав-
ном валу. Это придает компактность механизму двигателя ткани
по сравнению с аналогичным механизмом машины 22-А кл.ПМЗ.
Что же касается механизма иглы, то в связи с размещением глав-
ного вала под платформой, конструктор был вынужден принять
не простейший кривошипно-шатунный, а довольно сложный меха-
низм кривошипно-рычажного типа с передающим валом 4, поме-
щенным в рукаве машины. Кинематическая цепь механизма по-
лучилась очень длинной: кривошип 15, шатун 9, заднее коромысло
6, вал 4, переднее коромысло 3, шатун 2, игловодитель 14. Таким
образом, перенесение главного вала под платформу машины улуч-
шило структуру одного механизма, но ухудшило структуру другого.
Чем же вызвана необходимость такой на первый взгляд не-
рациональной перекомпоновки. Анализируя эти и другие машины
(например, краеобметочные), в которых главный вал также находи-
тся под платформой, можно придти к выводу, что такая компоновка
обусловлена стремлением конструктора создать наиболее благо-
приятные условия для работы самого ответственного в этой маши-
не механизма петлителя, рабочий орган которого — петлитель 1
должен совершать сложные и точные пространственные движения
(см. траекторию движения петлителя на рис. 78). Правда и при
такой компоновке дуговые движения петлитель получает от меха-
низма с весьма длинной кинематической цепью (коромысло 7, ша-
тун 8, угловой рычаг 16, штанга 17), но зато отклонения вдоль
строчки, от точности которых зависит хорошее взаимодействие
иглы и петлителя (зазор между ними должен быть точным и посто-
янным), петлитель получает от простейшего механизма, состояще-
го из эксцентрика 12, вилки 11, валика 18 и коромысла 20, на
пальце которого качается рычаг 19 петлителя.
Другие механизмы общеизвестны и не представляют особо-
го интереса. В этой машине применен обычный для машин, выпол-
няющих цепную строчку, нитеподатчик, укрепленный на игло-
водителе, и подпружиненная шарнирная прижимная лапка. Сле-
дует обратить внимание лишь на то, что вместо применяющих-
ся в большинстве швейных машин спиральных пружин установ-
лена пластинчатая пружина 5.
В практике швейного машиностроения известны случаи, ког-
да возникала необходимость замены спиральных пружин пла-
стинчатыми. Например, в первом экспериментальном варианте
двухигольной машины 52 кл. ПМЗ была применена спиральная
пружина. Но в процессе испытаний машины была установлена
неустойчивость работы двигателя ткани, что выражалось в непо-
стоянстве величины стежка и его уменьшении при увеличении
скорости работы машины. Причина оказалась в том, что цилиндри-
ческая пружина, помещенная в направляющем отверстии головки
машины, вследствие возникающих там сопротивлений трения не
успевала за работой рейки. Лапка, после толчка со стороны рей-
ки, не возвращалась своевременно в исходное положение, и сле-
дующее продвижение ткани производилось при недостаточном
давлении прижимной лапки. С возрастанием скорости стежок
уменьшался. Замена спиральной пружины на пластинчатую, сво-
бодную от сопротивлений трения, дала положительные результа-
ты. Двигатель ткани стал работать нормально. Все это надо учи-
тывать при проектировании, казалось бы, очень простого меха-
низма прижимной лапки, а расчет пружины вести обязательно
с учетом инерции звеньев механизма и в нем возникающих сил
трения.
В конструктивной характеристике машины 38 кл.ПМЗ отмеча-
лась специфичность компоновки механизмов в связи с размещением
главного вала под платформой машины. Там было подчеркнуто так-
же нежелательное явление удлинения кинематических цепей некото-
рых механизмов. Возникает вопрос, можно ли найти другую более
рациональную компоновку и обязательно ли в данном случае
нужно было прибегать к перенесению главного вала под платформу.
Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим конструктивную схему
скоростной стачивающей машины, выполняющей двухниточную
цепную строчку, 253 кл. фирмы Зингер (рис. 79).
Эта машина создана на базе рассмотренной ранее машины 241 кл.
Большая часть механизмов сохранена без изменения, а механизм
челнока заменен механизмом петлителя. Для приведения в дви-
жение петлителя использован несколько измененный механизм чел-
нока. Челночный вал укорочен, а для того, чтобы обеспечить ему
вращение со скоростью главного вала, установлены конические
шестерни с передаточным отношением г = 1 : 1. Конструктор на-
шел решение, исключающее необходимость перенесения главно-
го вала под платформу машины. Наиболее ответственный меха-
низм петлителя получился компактным. Отпала необходимость
усложнения механизма иглы (здесь принят кривошипно-шатун-
ный механизм). Что же касается механизма двигателя ткани(в ма-
шине 38 кл. он более компактен), то имеется реальная возможность
277
упростить этот механизм, разместив ведущие звенья не на глав-
ном валу, а на нижнем, так как он вращается со скоростью главно-
го вала. Этим примером мы хотели подтвердить высказанную
ранее мысль о непрерывной и безграничной возможности совер-
шенствования швейных машин.
Краеобметочные машины. Наиболее распространенной из крае-
обметочпых машин является машина 51 кл.ПМЗ (рис. 80). Она вы-
Рис. 79. Конструктивная схема скоростной машины 253 кл. фирмы
Зингер.
пускается в двух вариантах: 51 кл. для работы по трикотажу трех-
ниточной строчкой и 51-А кл. для обметывания срезов текстиль-
ных тканей двухниточной строчкой. Основными рабочими органа-
ми рассматриваемых машин являются: игла, дифференциальный
двухреечный двигатель ткани, петлители и ширитель, прижимная
лапка и нож для обрезки края ткани перед обметыванием. Отличие
машины 51 кл. от ее варианта 51-А кл. состоит в том, что в машине
51 кл. вместо ширителя установлен второй петлитель для третьей
нити и несколько изменена конструкция и размещение нитена-
правляющих устройств.
278
Из числа наиболее характерных особенностей компоновки ме-
ханизмов и конструкции краеобметочных машин нужно отметить
следующие: главный вал размещен под платформой; наклонное
расположение иглы; наличие пространственных механизмов с ша-
ровыми шарнирами в сочленениях звеньев.
Рассмотрим эти особенности с точки зрения их целесообраз-
ности и влияния на эксплуатационные свойства машины. Раз-
Рис. 80. Конструктивная схема краеобметочной швейной машины 51 кл. ПМЗ:
I — игла; 2 — двухреечный двигатель ткани; з — нож; 4 и 5 — правый и левый петлите-
ли; 6 — прижимная лапка; 7 — нитеподатчик.
мещение главного вала под платформой машины представляется
более оправданным, чем в рассмотренных выше стачивающих ма-
шинах, выполняющих двухниточную цепную строчку. Оно по-
зволило уменьшить длины кинематических цепей двух механизмов:
двигателя ткани и петлителей. Это особенно важно и потому,
что указанные механизмы сами по себе несколько сложнее ана-
логичных механизмов стачивающих машин. Здесь применен двух-
реечный двигатель ткани, а вместо бдного петлителя — два пет-
лителя или петлитель с ширителем. Несколько усложнен механизм
иглы. Как в стачивающих, так и в краеобметочных машинах
применен рычажный механизм, но размеры его звеньев значительно
279
меньше, поэтому динамическая характеристика механизма несколь-
ко лучше.
Перемещение иглы не по вертикали, а под некоторым углом обу-
словлено тем, что игла в процессе работы должна взаимодейство-
вать как с правым, так и левым петлителем (или ширителем). Но так
как петлители перемещаются в одной плоскости, а игла должна
Рис. 81. Схема процесса образования трех-
ниточной строчки машиной 51 кл. ПМЗ:
а — игла в нижием положении; б — левый пет-
литель входит в петлю иглы; е — правый петли-
тель входит в петлю левого петлителя; г — игла
входит в петлю правого петлителя.
проходить впереди левого петлителя (рис. 81, б) и позади право-
го (рис. 81, г), то процесс образования строчки возможен лишь
при наклонной игле. Если предположить образование такой строч-
ки при игле, движущейся по вертикали, то петлители должны пе-
ремещаться не только поперек, но и вдоль строчки, что приведет
к значительному усложнению механизмов. Следовательно, в дан-
ном случае применение иглы, движущейся под углом, можно
считать весьма рациональным конструктивным решением.
В последнее время краеобметочные машины так же, как ста-
чивающие совершенствовались в направлении увеличения скоро-
сти их работы. Появилась машина 208 кл.ПМЗ, работающая на
скоростях до 5000 об/мин. В ней имеются такие же рабочие органы,
как и в обычных краеобметочных машинах, сохранён в основном
280
главном валу, через следую-
Рис. 82. Схема механизма петли-
телей машины 51 кл. ПМЗ.
и характер взаимодействия раоочпх органов в процессе выполне-
ния строчки. Она обладает всеми конструктивными особенно-
ст ями, присущими рассмотренным ранее скоростным стачиваю-
щим машинам, поэтому отметим лишь некоторые изменения,
внесенные в структуру наиболее ответственного для данной ма-
шины механизма петлителей, сравнив его с аналогичным механиз-
мом машины 51 кл. ПМЗ.
Петлители 1 и 2 машины51 кл. (рис. 82) получают движение от
кривошипа 7, закрепленного на
щую систему звеньев: шатун 6,
угловой рычаг 5, соединительное
звено 4 и рычаг 3. На левом пле-
че рычага 5 закреплен правый
пет лич ель, а на рычаге 3 — ле-
вый. Характерным для этого ме-
ханизма является то, что оба пет-
лителя приводятся в движение
одним ведущим звеном — криво-
шипом. Здесь применен рацио-
нальный принцип использования
одного и того же ведущего зве-
на для двух рабочих органов, но это привело к удлинению кинема-
тической цепи (левый петлитель связан с механизмом правого пет-
лителя через соединительное звено 4), что отрицательно сказы-
вается на точности работы механизмов.
В машине 208 кл. для приведения в движение двух петлителей
применены два механизма (рис. 83), каждый из которых получает
движение от своего звена: правый петлитель 1 — от кривошипа 3,
а левый петлитель 5 — от кривошипа 2. Увеличилось число ве-
дущих звеньев, но зато уменьшилась длина кинематической це-
пи механизма правого петлителя при той же длине цепи левого
петлителя. Точность работы петлителей возросла, что очень важ-
но для работы на больших скоростях. С применением нового ме-
ханизма изменился и характер движения правого петлителя.
Правый петлитель машины 51 кл. движется по дуге окружности,
поворачиваясь относительно оси углового рычага, на котором он
закреплен. В машине 208 кл. стержень 4, на котором закреплен
правый петлитель, скользит в поворотной втулке, а это делает
траекторию петлителя более удачной для взаимодействия с иглой
и переноса петли вокруг среза ткани.
Заканчивая характеристику краеобметочных машин, необхо-
димо обратить внимание на возможность совмещения операций
281
обметывания края со стачиванием деталей. Примером такого сов-
мещения служит машина 6'1 кл.ПМЗ, в которой скомпактованы
шьющие механизмы машин 22 и 51 кл. Совмещение операций яв-
ляется одной из рациональных тенденций современного швейного
машиностроения.
Машины, выполняющие потайные строчки. Машины, дающие
потайные строчки, применяют в основном для выполнения подши-
Рис. 83. Схема механизма петлителей машины 208 кл. ПМЗ.
вочных и стегальных операций, а также операции вспушка. Боль-
шая часть этих машин работает цепной, а некоторые челночной
строчкой. Машины, выполняющие челночную строчку, использу-
ют на операциях с повышенным требованием к качеству строчки
в отношении ее нераспускаемости. В принципе действия этих ма-
шин есть очень много общего. Во всех случаях потайная строчка
образуется в результате взаимодействия изогнутой иглы с челно-
ком или петлителем. Игла не делает сквозных проколов, а прохо-
дит внутри тканей на определенной глубине, в результате чего
282
Рис. 84. Схема процесса образования
однониточной цепной строчки:
1 — игла; 2 — петлитель; 3 — рейка.
строчка получается невидимой с лицевой стороны ткани. Этапы обра-
зования цепной потайной строчки показаны на! рис. 84, а, б, в, г, д, е.
Основными представителями машин, выполняющих цепную
потайную строчку, если рассматривать их в порядке возникнове-
ния и совершенствования, можно считать машины «Модель 7»,
СМ-2 и 85 кл.ПМЗ. Рабочи-
ми органами этих машин
являются игла, петлитель,
выдавливатель, двигатель
ткани и питеподатчик. Рас-
положение рабочих органов
и компоновка механизмов в
машине обусловлены специ-
фикой выполнения операции,
в соответствии с которой
игла, петлитель и двигатель
ткани размещены над тка-
нью, а выдавливатель и при-
жимные лапки — под тканью.
Ткань удерживается в рабо-
чем положении подпружи-
ненным мостиком и лапками,
прижимающими ее к иголь-
ной пластинке.
Расположение рабочих ор-
ганов определило и харак-
тер компоновки механизмов
в корпусе машины (рис. 85).
Главный вал 2 размещен в
верхней части корпуса. Там
же помещаются механизм иглы, двигателя ткани и петлителя, а
механизмы выдавливателя и прижимных лапок находятся в ниж-
ней части машины и ее мостике.
Наиболее простой из подшивочных машин является «Мо-
дель 7». В ней имеются некоторые конструктивные недоработки,
присущие не промышленным машинам, а их опытным образцам
(моделям). Например, в механизме двигателя ткани отсутствует
устройство для регулирования величины стежка. Но тем не менее
эта машина все еще используется в швейной промышленности,
так как обеспечивает вполне удовлетворительное качество строч-
ки на некоторых операциях.
Необходимость создания машины СМ-2 [91 была обусловлена
283
в основном двумя причинами: стремлением увеличить скорость
(«Модель 7» работает при скорости 2500 об/мин, а СМ-2—3500 об/мин)
и расширить область применения машин, выполняющих потайную
строчку. Увеличение скорости достигнуто усилением конструкции
всех механизмов и установкой главного вала в шариковые поитпип-
ники. Область применения машины СМ-2 по сравнению с-машиной
«Модель 7» расширена за счет значительного увеличения рабочего
Рис. 85. Конструктивная схема стегальной машины СМ-2.
вылета рукава машины. Появилась возможность выполнять опера-
ции, требующие размещения больших деталей под рукавом маши-
ны, таких, как стежка лацкана и подборта. Для удобства размеще-
ния обрабатываемых деталей мостик машины СМ-2 (см. рис. 85)
установлен на удлиненном хоботе. Механизм двигателя тка-
ни дополнен устройством, регулирующим величины стежка, изме-
нением эксцентриситета эксцентрика, от которого этот меха-
низм получает движение.
Появление машины СМ-2 в свое время явилось крупным ша-
гом в деле совершенствования подшивочно-стегальных машин. Но
в процессе эксплуатации были обнаружены и весьма существенные
недостатки. Оказалось, что машина СМ-2 при вполне удовлетвори-
284
тельной работе по средним и тяжелым тканям плохо работает
по тонким тканям. Это выражается в, так называемых, прохва-
тах и лева хватах нижней ткани иглой. Одной из причин этого не-
достатка является то, что длинный хобот машины с укрепленным
на нем мостиком колеблется под действием рейки и выдавливате-
ля, периодически отходя от иглы (незахват) или чрезмерно прибли-
жая к ней ткань (прохват).
Возникла необходимость создания машины для подшивки тон-
ких тканей [10], вследствие чего появилась новая машина 85 кл.
ПМЗ (рис. 86, а). Проектирование машины 85 кл. велось с учетом
анализа работы машины СМ-2, который показал, что прохваты
и незахваты появляются не только в результате колебания мо-
стика, но из-за большой инерционности хобота, а также в связи
со смещением тканей к центру строчки под действием прижимных
лапок и игольной пластинки.
285
Для устранения этих причин в машине 85 кл. была уменьшена
консольность мостика. Он стал устойчивее и его колебания про-
являются значительно слабее. Кроме того, был уменьшен вес хо-
бота и сопротивление его повороту на своей оси, в связи с чем
уменьшилась инерционность всей системы. Сейчас мостик, от-
талкиваемой от игольной пластинки репкой и выдавливателем,
успевает под действием пружины занять исходное положение
к следующему проколу ткани иглой. На прижимных лапках
(рис. 86, б) выфрезеровавы диагонально расходящиеся канавки,
которые при движении ткани как бы разглаживают ее под игольной
пластинкой. Это способствует лучшему облеганию выдавлпвателя
тканью, устраняет самопроизвольное вспучивание ткани, что зна-
чительно уменьшает возможность проколов нижнего слоя ткани
иглой.
В процессе выполнения строчки игла машины 85 кл. может
захватывать нижнюю ткань как при каждом стожке, так и через сте-
жок. Это в два раза уменьшает вероятность сквозных проколов,
что очень важно при подшивке тонких тканей. Такое изменение
в принципе действия машины конструктивно выразилось в допол-
нении механизма ныдавливателя, осуществляющего его поворот,
еще одним механизмом, с помощью которого ныдавливатель под-
нимается при стежке с захватом лицевой ткани и опускается при
следующем стежке, когда игла пе должна захватывать нижнюю
ткань.
Общим вид механизмов выдавливателя показа]г на рис. 87.
Механизм поворота выдавливателя состоит из эксцентрика 1, ша-
туна 2, коромысла 5 и валика 4, а механизм подъема — из пары
шестерен 9, 10 с передаточным отношением i = 2 : 1, эксцентри-
ка 8, шатуна 7, коромысла 5 и эксцентричной втулки 6, в которой
помещен валик 4 механизма поворота выдавливателя. Поднимает-
ся и опускается выдавливатель в результате того, что при пово-
роте эксцентричной втулки 6 опускается или поднимается поме-
щенный в ее отверстии валик 4 с укрепленным на нем выдавлива-
телем.
С момента появления машины 85 кл. ПМЗ можно считать прак-
тически решенным вопрос о механизации подшивочных операций
при изготовлении изделий из тонких тканей. По данным ЦНИИШП
применение этих машин па операциях по подшивке низа платьев
повышает производительность труда в 8—8 раз и дает общую эко-
номию на потоке с годичным выпуском 250 тыс. платьев около
10 чыс. руб. При этом высвобождается 17 рабочих; выполнявши.
эту операцию вручную.
286
Ряс. 88. Взаимодействие иглы и "челнока машины 44 кл. ПМЗ:
а — левый прокол иглы; б — правый прокол иглы.
Среди челночных машин, выполняющих потайную строчку,
наиболее типичными можно считать машину 44 кл. ПМЗ для под-
Рчс. 89. Взаимодействие иглы
и пели ока в машине 86 кл. 11 М3
для вспушки борта.
Рис. 90. Расположение тканей в про-
рези игольной пластинки иод дейст-
вием выдавливателя в момент про-
кола тканей иглой:
1 — игольная пластинка; 2 — игла; 3 —
рейка; 4 — прижимные лапки; 5 — выда-
Еливатель.
шивки воротника костюма по
отлету и машину 86 кл. ПМЗ
для вспушки борта {111. По-
тайная строчка в этих машинах
образуется в результате взаи
модействня изогнутой иглы и
челнока (рис. 88, 89, 90). Игла
прокалывает ткань не насквозь,
а на определенную глубину, ко-
торая регулируется высотой
подъема выдавливателя 5, под-
нимающего ткани над уровнем
игольной пластинки 1.
Характер строчки, обуслво -
ленный спецификой технологи-
ческой операции, зависит от на-
правления прокола ткани иглой.
Машина 44 кл. выполняет кре-
стообразную потайную строчку.
, Игла (рис. 88) прокалывает
ткань вдоль линии строчки и
после каждого прокола откло-
няется поперек строчки. В ма-
шине 8G кл. (рис. 89) игла про-
калывает ткань поперек линии
строчки. Имеются машины, в
которых игла прокалывает
ткань под некоторым утлом к
линии строчки.
В рабочих органах и меха-
низмах челночных машин, вы-
полняющих потайную строчку,
имеется много общего. Отлпчие
определяется спецификой опе-
рации, Например, з машине
44 кл. применен стержневой
выдавливатель, а в машине 86 кл, он имеет форму вилки, состоя-
щей из двух частей. В машине 44 кл. наряду с механизмом,
сообщающим игле движение по дуге окружности, имеется еще и
механизм, перемещающий иглу поперек строчки.
288
Характерным для внешнего вида рассматриваемых машин яв-
ляется большая (конструктивно развитая) головка машины. Это
объясняется тем, что в ней размещено много весьма сложных ме-
ханизмов: механизмы движения иглы do дуге окружности и
поперек строчки, челнока, нитепритягивателя, верхней рейки дви-
гателя ткани. Под платформой машины размещены лишь три весь-
ма компактных механизма: нижней рейки, выдавливателя и при-
жимных лапок. Головка может быть повернутой, если игла про-
калывает ткань под углом к линии строчки.
В заключение рассмотрим пример выбора конструкции одно-
го из узлов машины 44 кл., в котором на наш взгляд конструктор
не сумел достаточно полно учесть специфику выполнения техно-
логической операции. Речь идет о конструктивном решении зада-
чи регулирования расстояния между носиком челнока и иглой.
Рассматривались два способа изменения этого расстояния: при-
ближением челнока к игле или иглы к челноку.
Конструктивное решение этих вариантов показано на рис. 91.
В первом случае (рис. 91, с) расстояние между иглой и челноком
можно изменять поворотом эксцентричной втулки 1, в которой
помещен челночный валик 2. При этом челнок 3, закрепленный
па валике, опустится или поднимется, а расстояние между иглой
и носиком челнока соответственно уменьшится или увеличится.
Во втором случае изменение зазора осуществляется действием
игольной пластинки 4 па иглу 6 (рис. 91, б). При повороте винта 5
игольная пластинка поднимается, приближая иглу к носику
челнока.
’/« 2187
289
Второй способ с технологической точки зрения явно неудов-
летворителен, хотя он и подкупает своей простотой. Дело в том,
что дугообразные иглы работают хорошо лишь в тех случаях,
когда они имеют форму дуги окружности и в процессе шитья дви-
жутся строго по этой дуге. Применение второго способа регули-
рования зазора приводит к нарушению формы иглы и характе-
ра ее движения. Носик изогнутой иглы не может двигаться стро-
го по дуге окружности. В процессе шитья он как бы ныряет, а это
приводит к прохватам или незахватам нижней ткапи, что особен-
но резко проявляется при работе с топкими тканями.
В машине 44 кл. применили второй способ регулирования иг-
лы по челноку, что значительно сузило область применения этой
машины, сделав невозможным использование ее для работы по
тонким тканям.
Рассмотренный пример подчеркивает необходимость тщатель-
ного изучения конструктором-машиностроителем специфики вы-
полнения технологических операций.
Машины-полуавтоматы для пришивки фурнитуры и выполне-
ния закрепок. Машины для пришивки фурнитуры и выполнения
закрепок возникают обычно как конструктивные варианты, выпол-
ненные на основе базовой машины. Примером такого вариант-
ного ряда могут служить наиболее распространенные у нас ма-
шины 27 кл.ПМЗ: 27 кл. — для пришивки плоских пуговиц с дву-
мя и четырьмя отверстиями вплотную к ткани; 27-А кл. — для
выполнения закрепок; 27-Б кл. — для пришивки ведомственных пу-
говиц с ушком; 53 кл. — для пришивки крючков и петель; 60 кл. —
для пришивки плоских пуговиц с напуском нити между пуго-
вицей и ткапью для ножки; 59 кл. — для обвивки ножки под пу-
говицей, пришитой на машине 60 кл. (Различие обозначений клас-
сов машин, выполненных на одной базе, объясняется тем, что
на ПМЗ отступили от принятой на заводе классификации.)
Если рассматривать машины для пришивки фурнитуры и вы-
полнения закрепок в порядке их возникновения, то можно отме-
тить три периода. Первый период характерен применением в ма-
шинах качающихся челноков. ПМЗ выпускал тогда два типа ма-
шин, выполненных на одной базе: 18 кл. — для пришивки плоских
пуговиц (рис. 92) и 19 кл. — для выполнения закрепок. В этих
машинах принят такой принцип получения зигзагообразной строч-
ки, при котором игла движется лишь по вертикали, а фурниту-
родержатель перемещает под ней ткань и пуговицу в соответ-
ствии с заданной строчкой. Этот принцип благоприятно отразился
на механизме иглы (здесь применен простейший кривошипно-
290
шатунный механизм, не усложненный дополнительным меха-
низмом отклонения иглы), но зато отрицательно сказался на ди-
намических свойствах механизма фурнитуродержателя. Ткань в этих
машинах перемещается двумя сложными и тяжелыми механизма-
ми, один из которых двигает ткань вдоль, а другой поперек
платформы. Наличие качающегося челнока, сложного и тяже-
лого двигателя ткани не позволяло использовать эти машины
Рис. 92. Конструктивная схема машины 18 кл. ПМЗ
на скоростях более 1200 об/мин. Поэтому, как и в процессе со-
вершенствования универсальных машин, начались поиски умень-
шения динамических нагрузок с целью увеличения скорости
и уменьшения износа деталей. Появилась машина 27 кл. и ее ва-
рианты, о которых упоминалось выше.
В отличие от машин 18 кл. в машине 27 кл. (рис. 93) применен
не качающийся, а равномерно вращающийся челнок. Принят дру-
гой принцип работы: зигзагообразная строчка получается откло-
нением иглы при неподвижном фурнитуродержателе. Он переме-
щается лишь два раза в течение рабочего цикла — при переходе
19+»/« 2187
291
на вторую пару отверстий и при возвращении в исходное поло-
жение. В связи с этим несколько усложнился механизм иглы,
так как он дополнился механизмом поворотной рамки. Но меха-
низм челнока и фурнитур одержат: ел я значительно упростились,
инерционные нагрузки уменьшились, что позволило увеличить
скорость работы машины до 1500 об/мин.
Рис. 93. Машина 27 кл. ПМЗ:
а — копстрзктивная схема; б — схема строчки
В целях унификации деталей в машине 27 кл. и ее вариантах
шьющие механизмы почти полностью составлены из звеньев наибо-
лее распространенной сейчас машины 22 кл. Машина 27 кл. отно-
сится к числу полуавтоматов. Программирующим устройством
как в ней, так и в ее вариантах служит распределительный диск,
от которого получают движение механизмы отклонения иглы
и фурнитуродержателя. Укрепленные на диске кулачки, действуя
на защелку механизма останова, обеспечивают автоматический
останов машины в конце рабочего цикла.
Конструктивные различия вариантов машины 27 кл. заклю-
292
чаются в основном в двух элементах машины: форме канавок
распределительных дисков и конструкции фурнитуродержателей.
В машине 59 кл. в связи стам, что она выполняет не челночную,
а однопиточную цепную строчку, вместо челнока установлен вра-
щающийся петлитель, а шарнирно-стержневой нитепритягиватель
заменен нптеподатчиком, укрепленным на игловодителе. В пей
имеется механизм для обрезки нити в конце строчки. В машине
60 кл. увеличен ход иглы, что вызвано увеличением габаритов
фурнитуродержателя (дополнительный рожок, размещенный над
пуговиией с целью образования напуска нити для ножки). Кон-
структивно это отразилось на увеличении радиуса кривошипа ме-
ханизма иглы, а игла имеет удлиненное лезвие.
Машины, выполненные на базе 27 кл., совершеннее машин
18 кл., но закрепочная машина 27-А кл. все же не заменила свою
предшественницу машину 19 кл., так как оказалась неустойчи-
вом в работе при неудовлетворительном качестве закрепки. Это
выражалось в плохом внешнем виде закрепки, неравномерности
ее ширины, пропуске отдельных стежков и неравномерности их
затяжки. Такие недостатки особенно резко проявляются на
изделиях пальтовой группы. В чем причина этих недостатков?
Еще в начале изложения мы подчеркнули, что основные шью-
щие механизмы машин 27 кл. заимствованы из 22 кл. Известно
также, что машины 22 кл. не вполне удовлетворительно работают
на тяжелых тканях. Закрепочная же машина работает в еще более
тяжелых условиях, так как закрепка ставится в местах, где
имеется несколько слоев ткани, размещенных неравномерно.
Вот здесь и показали неустойчивую работу механизмы, взятые из
машины 22 кл., весьма чувствительные к нарушениям стационар-
ного режима работы, к перегрузкам и малейшим отклонениям
иглы. Этим объясняется тот факт, что вслед за машиной 27-А кл.
появилась сначала машина 73 кл. а затем 220 кл. ПМЗ.
В этих машинах применен качающийся челнок, как и в машине
19 кл. Машина 73 кл. является по сутцеству копией машины 19 кл.,
если не считать изменений в размерах деталей, обусловленных пе-
реходом с дюймовой на метрическую систему измерения. Преиму-
щество машины 220 кл. состоит в том, что она имеет механизм для
обрезки нитей. Сохранение в закрепочных машинах механизмов
качающегося челнока объясняется устойчивостью его работы в тя-
желых условиях. Си оказывает незначительное сопротивление
обводимой вокруг него нити. Что же касается отрицательных ди-
намических показателей, то на скорости 1200 об/мин они практи-
чески не проявляются.
19Р/4* 293
Не так давно среди новых машин для пришивки фурнитуры
появилась машина 95 кл. ПМЗ, обладающая весьма широкими
технологическими возможностями — обеспечивает пришивку пло-
ских пуговиц с двумя и четырьмя отверстиями, с напуском нити
для ножки и без напуска, с подпуговицей и без нее. Она заменяет
две существовавшие до нее машины 27 и 60 кл. ПМЗ.
Принципиальное отличие машины 95 кл. состоит в том, что
она пришивает пуговицы не челночной, а однониточной цепной
строчкой. С возникновением этой машины еще раз проявилась
одна из отмеченных ранее рациональных тенденций в швейном
машиностроении — переход от челночных машин к машинам,
выполняющим цепные строчки. Рациональность этой тенденции
подтверждается следующим: значительным упрощением конструк-
ции машины за счет замены сложных челночных комплектов пет-
лителями, а нитепритягивателей нитеподатчиками; возможностью
применения механизмов для обрезки нити (в челночных машинах эта
задача решается значительно сложнее); устранением весьма трудо-
емкой операции по намотке нити на шпули и по замене шпуль;
повышением скорости работы машин в связи с уменьшением на-
грузки на нити и вероятности их обрыва; уменьшением затрат на
изготовление машин и расходов на их эксплуатацию в виду упро-
щения конструкции. Машины, выполняющие цепные строчки,
перспективны и в смысле использования их в автоматических
агрегатах, где непрерывность подачи нити (с бобины, а не с малень-
кой шпули) является условием длительного и непрерывного дей-
ствия агрегата. С этих точек зрения машину 95 кл. следует считать
наиболее совершенной и прогрессивной. Задача конструкторов
швейного машиностроения состоит в том, чтобы развить вариант-
ный ряд этой машины по аналогии, например, с вариантным рядом
27 кл. ПМЗ.
Машины для выметывания петель. При изготовлении швейных
изделий применяют в основном три вида петель: прямые с двумя
закрепками, например, на белье или мужских сорочках; фигур-
ные на мужских пальто и костюмах; обтачные на женских пальто
и жакетах.
Машины для выметывания прямых петель могут быть представ-
лены 6,25 и204кл. ПМЗ. В них наиболее рельефно отражены этапы
развития и совершенствования машин данной группы.
Машина 6 кл. является типичным представителем машин пе-
риода применения качающегося челнока, поэтому она работала
на скорости всего лишь в 1600 об/мин. Следующий этап ознаме-
новался появлением машины 25 кл. В ней применен равномерно
294
вращающийся челнок и легкая поворотная рамка для отклонения
иглы, а также двухступенчатый механизм автоматического ос-
танова машины, что позволило увеличить скорость ее работы до
2000 об/мин. Но качество петли было неудовлетворительным.
Это выражалось в неравномерности ширины закрепок, неодинако-
вой густоте обметочных стежков, нарушении рисунка кромки
(перекрещивании стежков), несимметричности расположения за-
крепок относительно осевой линии петли, неодинаковом и чрез-
мерно большом количестве стежков в закрепках, в невозможно-
сти получения бисерного переплетения нити в стежках. Стремле-
ние улучшить качество петли выразилось в появлении усовершен-
ствованного варианта машины 25-А кл. В конструкцию машины
25 кл. были внесены следующие изменения: челнок 25 кл. заме-
нен челноком 22 кл.; на диске, управляющем механизмом пере-
вода работы иглы с кромки на закрепку, установлены сменные ку-
лачки, позволяющие в определенной мере регулировать количе-
ство стежков в закрепках; установлен механизм ослабления нити
при выполнении закрепок; улучшен механизм ножниц для обрез-
ки верхней нити, выполняющей одновременно функцию удержи-
вания конца нити в начале строчки (в машине 25 кл. он недоста-
точно плотно зажимал нить, что приводило к выдергиванию ее из
ушка иглы и машина начинала работу без верхней нити). Все это по-
зволило несколько улучшить качество петли, но не решило этого
вопроса окончательно.
Возникла необходимость создания новой машины, которая мог-
ла бы полностью обеспечить требуемое качество петли. Такой маши-
ной явилась машина 204 кл. ПМЗ [12]. В отличие от машины 25
и 6 кл. она выполняет не челночную, а однониточную цепную строч-
ку, способ образования которой показан на рис. 94, а, б, в, г. Пе-
реход на цепную строчку положительно сказался как на техноло-
гических, так и на эксплуатационных свойствах машины. Он обес-
печил возможность получения красивой бисерной строчки. Отпа-
ла необходимость смены шпуль, уменьшился обрыв нити, появи-
лась возможность увеличения скорости до 3000 об/мин. Умень-
шилась стоимость изготовления машин, снизились эксплуатаци-
онные расходы.
Полагая, что устройство и принцип действия машины известен
из предыдущих курсов, отметим лишь некоторые особенности ком-
поновки машины по конструктивной схеме, показанной на рис. 95.
Обращает на себя внимание компактность размещения механиз-
мов, большая часть которых находится под платформой машины.
В головку вынесены лишь механизм иглы с нитеподатчиком,
295
закрепленным на переднем коромысле этого механизма. Даже ме-
ханизм автоматического останова размещен внизу сзади платфор-
мы. Это оказалось возможным благодаря размещению главного
вала под платформой, что подчеркивает рациональность такого ре-
шения для некоторых машин при определенной структуре меха-
низмов. К числу положительных факторов нужно отнести значи-
тельно мепьшее количество кулачковых механизмов со сложными
профилями, чем в машине 25 кл. Подвиж-
ная платформа машины 25 кл. получает
продольное перемещение от механизма,
состоящего из распределительного диска
сложного профиля и узла замедления с
очень длинной кинематической цепью.
В машине же 204 кл. для продвижения
платформы применен более простой ме-
ханизм, СОСТОЯНИИ! из ходового
винта,
Рис. 94. Схема процесса образования строчки машиной 204 кл. ПМЗ.
получающего движение от эксцентрика через роликовую муфту.
Большая часть звеньев совершает вращательные или поворотные
движения, что также создает условия для компактности меха-
низмов и уменьшения в них инерционных нагрузок. Все это убе-
дительно говорит о преимуществах машины 204 кл. по сравнению
с другими машинами этой группы и обеспечивает широкое при-
менение ее в швейной промышленности.
Типичными представителями машин для выметывания фигур-
ных петель можно считать машины ШМ-17 и ЛМ-1 Ростов-
ского завода и машину 29 кл. ПМЗ [131. Эти машины одина-
296
ковы как по назначению, так и по характеру выполняемой ими
строчки.
Основное различие в принципе работы этих машин состоит в том,
что при выметывании петли в машинах ПМ-1 и 29 кл. головка маши-
ны неподвижна, а платформа вместе с закрепленным на ней изде-
лием перемещается в соответствии с контуром петли. В машине
же ШМ-17 платформа с изделием неподвижна, а головка с поме-
щенными в ней шьющими механизмами перемещается относитель-
но неподвижной платформы, как бы вырисовывая своим движе-
Рис. 96. Механизмы петлителей
и мирителей.
нием петлю. Толчкообразное движение тяжелой головки приво-
дит к возникновению больших инерционных нагрузок, ускоряю-
щих износ деталей, к нарушению точности работы механизмов и,
следовательно, к ухудшению качества строчки в петле.
Машина ШМ-17 имеет еще ряд конструктивных недостатков,
ухудшающих ее эксплуатационные свойства. Ось качания ножа
в этой машине расположена в ее головке, а резцовая колодочка —
в нижней части корпуса, что приводит к смещению центровки го-
ловки по отношению к нижней части корпуса при прорубании
петли. Вторым существенным недостатком является то, что пет-
лители и ширители машины ШМ-17 очень слабы в сечении и ме-
стах крепления (рис. 96, а), а это приводит к изгибу или смещению
даже от малейших случайных воздействий на них, возникающих
при нарушении нормального процесса петлеобразования. Незна-
298
чительно отклоненная игла, задевая за петлитель или ширитель,
вызывает их изгиб или поломку.
В машине ПМ-1 устранены некоторые недостатки, присущие ма-
шине ШМ-17. Ее головка неподвижна, что улучшило динамиче-
ские показатели работы машины и положительно отразилось
на работе ножа, но в ней сохранен принципиально тот же ме-
ханизм петлителей и ширителей, а значит и присущие им недо-
статки.
В машине 29 кл. устранен и этот недостаток. В них при-
менен другой принцип взаимодействия петлителей (рис. 96, б),
а конструктивно они выполнены более фундаментально. Все это
обеспечивает устойчивую работу машины в процессе эксплуата-
ции и лучшее качество петли, поэтому мы склонны утверждать,
что машина 29 кл. является наиболее совершенной из применяю-
щихся у нас машин для выметывания фигурпых петель.
О машинах для изготовления обтачных петель можно сказать,
что здесь сделаны лишь первые шаги. Известно, например, что фир-
ма Рисе производит в небольших количествах машины, выпол-
няющие полуавтоматически три операции из общего круга опе-
раций по изготовлению обтачной петли: пришивка обтачек, про-
резание ткани и выворачивание петли. Задача механизации
изготовления обтачных петель полностью не решена ни техноло-
гически, ни конструктивно.
Что касается других машин, работающих на базе технологи-
ческих процессов первого класса, то из них можно назвать лишь
некоторые, не играющие первостепенного значения в технологи-
ческом процессе изготовления швейных изделий, например, маши-
ны для прокладывания клеевой кромки, для обрезания низков брюк
или края ткани при настилании. Первые выполнены на базе швей-
ных машин. Из механизмов швейной машины в них сохранен лишь
двигатель ткани с прижимным устройством, выполненным в ви-
де ролика, шьющие механизмы устранены, а введены устройства
для подачи пленки и подготовки ее к приклеиванию (катушка,
бачок с растворителем, трубка для его подвода и кисточка для
смачивания пленки растворителем). Машины для разрезания тка-
ни отличаются друг от друга лишь способом резания: перемеще-
нием по линии разреза плоских неподвижных или вращающих-
ся пожей или пожей гильотинного типа.
В машинах для разрезания ткани при настилании следует об-
ратить внимание на два конструктивных варианта решения од-
ной и той же задачи устранения сдвига ткани при разрезании.
В одном случае сдвиг ткани исключается полным зажимом ткани
299
между двумя линейками, а в другом применением гусеничной ка-
ретки, движущейся по ткапи, размещенной на нижней линейке.
Преимущество второго варианта состоит в удобстве заправки ткани,
что облегчает работу и увеличивает производительность труда.
§ 8. Машины, работающие на базе технологических
процессов второго класса
К машинам, работающим на базе технологических про-
цессов второго класса, можно отнести браковочно-промерочные
станки, машины для настилания тканей, закройные и осноро-
Рис. 97. Схема станка для
разбраковки тканей.
вочные машины. Рабочие орга-
ны этих машин (нож, стелющий
валик, измерительный и гладиль-
ный валик) действуют на полу-
фабрикат линейно, т. е. одновре-
менно обрабатываются все точки
полуфабриката, лежащие на ли-
нии действия рабочего органа.
В группе браковочно-проме-
рочных станков можно отметить
следующие разновидности: станки
для промера узких или широких
тканей; горизонтальные или вер-
тикальные; с движением ткани
к работающему или от него; с под-
светом смотровой доски и без под-
света; с устройствами для разматы-
вания ткани из рулона или из книж-
ки; с раздубликаторами и без них; с
механическими или электрическими
измерительными устройствами для
промера длины и ширины ткани
или вообще без этих устройств, когда промер осуществляется
вручную на промерочном столе, а браковка на станке.
Несмотря на все зто разнообразие, большая часть браковочно-
промерочпых станков состоит из одинаковых по своему назначению
узлов и механизмов: раздубликатора 8 (рис. 97); смотровой доски 2;
лампы подсвета 5; светильника дневного света 4; измерительного
и транспортирующего валика 5 и 6; привода 7; устройства 1 для
намотки промеренной ткани.
300
Общим недостатком большинства применяющихся в настоящее
время браковочно-промерочных станков является не вполне удов-
летворительная точность измерения. Основной причиной нару-
шения точности измерения являлось воздействие на ткань тран-
спортирующих и других устройств машины. Измеряемая ткань
деформируется под действием раздубликатора, транспортирующих
валков, в результате трения о смотровую доску и даже от собст-
Рис. 98. Браковочно-измерительная машина РС-1.
венного веса. Позтому измерительное устройство промеряет не
свободную, а растянутую ткань, причем степень растяжения,
а следовательно, и результаты измерения зависят от физико-ме-
ханических свойств ткани.
Задача конструкторов, работающих над созданием и совершен-
ствованием машин для промера и браковки тканей, состояла в ос-
новном в устранении этих причин. Появилась машина РС-1 (рис. 98)
для визуального определения качества ткани с одновременным авто-
матическим измерением ее длины и ширины, с печатанием резуль-
татов измерения на бумажной ленте. Основные узлы и механизмы
301
машины: транспортирующие валики 1 и 2, смотровая доска 3,
выравниватель ткани по ширине 12, устройство 5 для измерения
ширины ткани, устройство 7 для измерения длины ткани, счетно-
печатающий аппарат 9, валики 6 и 10 для намотки ткани в
рулон.
На машине могут разбраковываться ткани, смотанные в рулон
или сложенные в книжку, для чего имеются устройства для раз-
мотки и раздублировки ткани. Для освещения ткани, проходящей
по смотровой доске, применен светильник дневного света. Ниж-
ний транспортирующий валик 2 приводной, а верхний 1— сво-
бодно вращающийся. Верхний валик при заправке ткани в ма-
шину поднимается поворотом рукоятки 4. Между нижней частью
смотровой доски 3 и выравнивателем 12 ткани по ширине имеет-
ся пространство для размещения свободной петли ткани. Вырав-
ниватель ткани — электромагнитный, его рабочими органами слу-
жат поворотные ролики 14, расправляющие ткань от середины
к кромкам. Выравниватель ткани по кромке также электромаг-
нитного действия. Ткань в требуемом направлении смещается под
действием двух роликов 15, размещенных у краев ткани, импульс
для включения которых в случае отклонения кромки подается от
щупа, имеющегося в выравнивателе 16 ткани по кромке. Ширина
измеряется фотоэлектронным устройством, импуйьсы от которо-
го передаются счетно-печатающему аппарату 9 через каждые
2 пог. м ткани.
Устройство 7 для измерения длины ткани роликового типа.
Измеряемая ткань проходит между измерительным диском и при-
жимным роликом. Диск вращается под действием движущейся
ткани, а ролик имеет принудительное вращение. Диск измерения
длины ткани кинематически связан со счетчиком и цифровыми ко-
лесами. Замеры длины и ширины печатаются на одной бумажной
ленте, которая в дальнейшем служит паспортом промеренного
куска.
Устройство для намотки ткани в рулон состоит из валиков 6
и 10. Верхний валик плавающий, а нижний приводной. Конец
ткани закрепляется на верхнем валике и наматывается на него
до образования небольшого рулончика. В дальнейшем рулон на-
матывается в результате контакта с ним вращающегося валика.
Такой способ обеспечивает постоянство линейной скорости сма-
тывания ткани в рулон при изменяющемся диаметре рулона.
Привод транспортирующего и намоточного валиков дифферен-
циальный и осуществляется от двух электродвигателей 11 и 13.
Основным является электродвигатель 11, а второй 13 включается
302
нажатием на педаль 8 в случае необходимости увеличения или
уменьшения резервной петли ткани.
Для возврата ткани при повторном просмотре предусмотрен
реверсивный ход основного двигателя с автоматическим отклю-
чением вала намотки и измерительных устройств. Машина рас-
считана на перемещение ткани со скоростью от 9,8 до 24,2 м/мин.
Рис. 99. Механизм регулирования раздвижного измерительного
ролика машины РС-1.
Ознакомившись с общим устройством и принципом действия
машины РС-1, необходимо особо обратить внимание па факторы,
обеспечивающие измерение длины ткани с практически допустимой
точностью. Ткань, пройдя транспортирующие ролики 1 и 2, сво-
бодно падает по смотровой доске 3, образуя внизу перед измери-
тельным устройством свободную петлю, а это значит, что под из-
мерительный ролик она поступает в ненатянутом состоянии.
Вторым фактором, положительно сказавшимся на точности изме-
рения, является применение измерительного ролика 7 с изменяю-
щимся диаметром, что позволяет регулировать измерительное уст-
ройство при переходе от промера одного вида ткани к другому.
Обод 1 ролика (рис. 99) сделан разъемным с телескопическим
соединением его частей. Имеющаяся система рычагов позволяет
поворотом гайки 2 изменять диаметр ролика.
Все это значительно увеличило точность промера ткани, но
не в такой мере, чтобы считать этот вопрос окончательно решенным.
303
Остались еще некоторые причины, нарушающие точность промера,
и неудобства, связанные с условиями эксплуатации машин. Со-
противление измерительного устройства на легко растягиваемых
тканях отрицательно влияет на точность измерения. Существен-
ное влияние оказывает и то, что ткань в процессе измерения,
несмотря на наличие выравнивающих устройств, отклоняется
поперек машины в ту и другую сторону. Это значит, что измери-
тельный ролик и ткань взаимоперемещаются не прямолинейно,
а зигзагообразно. Ролик измеряет не прямолинейную длину тка-
ни, а длину зигзагообразного пути, по которому он катится по ткани
в процессе измерения. Возможность тарирования счетного уст-
ройства изменением диаметра измерительного ролика эффектив-
на в условиях узкоспециализированного производства, когда
можно организовать промер одного вида ткани в течение длитель-
ного времени (смены и более). Если же происходит частая смена
ткани, то переналадка машины отнимает много времени.
Рассмотрим машины для настилания тканей. Настилочные ма-
шины должны обеспечивать: настилание тканей без натяжения;
равнение по кромке и концам настила; настилание тканей из «книж-
ки» и из рулона; настилание тканей лицом к лицу или лицом вниз;
автоматическое изменение направления движения ткани по столу
и останов в конце настилания; должны быть созданы условия для
пуска и останова машины в любом месте стола и в любом направ-
лении; на машинах должны быть механизмы для обрезки ткани
в конце настила и устройства для удерживания концов ткани
в настиле как при настилании с обрезкой концов, так и при насти-
лании «в книжку»; необходимы устройства для подъема рабо-
чих органов машины в соответствии с увеличением высоты насти-
ла, а также для подсчета слоев ткани в настиле.
Механизация настилания тканей осуществлялась в несколько
этапов. Сначала эта операция выполнялась вручную на обычных
настилочных столах. Затем настилочные столы были оснащены
устройствами, облегчающими перемещение ткани по столу (устрой-
ства для разматывания ткани из рулона, направляющие и тяну-
щие ролики), а также приспособлениями для обрезки и закреп-
ления концов настила (рубанки, концевые линейки для обрезки
и удерживания концов). Далее стали применять ручные и само-
движущиеся тележки, облегчающие перемещение куска ткани вдоль
стола. Со временем самодвижущиеся тележки дополнялись различ-
ными механизмами и устройствами в целях механизации ручных опе-
раций (равнение края по кромке), применение концевых контактов
для останова машины и переключение ее на обратный ход, меха-
304
низмов поворота каретки при настилании ткани лицевой сто-
роной вниз, устройств, обеспечивающих настилание ткани без на-
тяжения.
Наиболее долго оставались открытыми два вопроса: равнение
края ткани по кромке и настилание без натяжения.
Вопрос о равнении края ткани по кромке был решен приме-
нением механизма, схема которого показана на рис. 100. У края
ткани под некоторым углом раз-
мещены два ролика 1 и 2. Ось вра-
щения нижнего ролика 1 непод-
вижна, а ось вращения верхнего
ролика 2 закреплена на рычаге 3,
плечо которого 4 является одно-
временно и якорем электромагни-
та 5. В цепь электромагнита вклю-
чен пружинящий контакт 7, раз-
мещенный в непосредственной
близости от края движущейся
ткани 8. Питание электромагнита
осуществлено от понижающего
трансформатора 6. Верхний ролик
прижат к нижнему пружиной 9.
Принцип действия механизм
ма состоит в следующем. Движу-
щаяся ткань под действием на-
клонно расположенных роликов
Рис. 100. Схема механизма авто-
матического выравнивания кром-
ки ткани при настилании.
смещается влево к контактам 7, надавливает на них и замыкает
цепь электромагнита 5. Электромагнит притягивает якорь 4, и верх-
ний ролик 2 поднимается. Действие роликов на ткань прекраща-
ется и она отходит от контактов 7. Но стоит только ткани отойти от
контактов, как они размыкаются, подача тока в электромагнит
прекращается, и ролик 2 под действием пружины 9 опускается и
прижимает ткань к нижнему ролику 7. Ролики вновь начинают
смещать ткань в сторону контактов, контакты замыкаются и т. д.
Кромка ткани, незначительно отходя от контактов или подходя
к ним, практически ложится прямолинейно. Этим и достигается
равнение кромки при настилании тканей.
Рассмотрим наиболее типичные конструктивные варианты на-
стилочных машин и проследим за ходом конструкторской мысли
в направлении решения задачи о настилании ткани без натяжения.
Вначале появились обычные, или троллейные настилочные те-
лежки (рис. 101, а, б) с ручным или электрическим приводом, пе-
305
ремещающиеся ^вдоль настилочного стола. Это в значительной
мере облегчило труд, но не обеспечило настилания ткани без на-
тяжения, так как разматывание ткани из рулона (его вращение)
производилось за счет натяжения ткани перемещающейся тележ-
кой. Попытки оснастить эти тележки дополнительным приводом
для вращения рулона не дали положительных результатов. Объ-
ясняется это тем, что при
таком способе разматывания
ткани из рулона нельзя до-
стигнуть равенства скорости
vr сматывания ткани с руло-
на и скорости и2 движения
тележки, т. е. скорости на-
стилания ткани. При посто-
янной угловой скорости (О
вращения рулона скорость vt
сматывания не может быть
постоянной, так как она за-
висит от радиуса г рулона
(vr = cor), а радиус в процес-
се сматывания уменьшается.
Оригинальное решение
этого вопроса предложили
ленинградские рационализа-
торы Г. Т. Хомутов и А. И.
Андреев. Они сконструиро-
вали самоходную тележку
(рис. 101, в) с поворотной ка-
реткой 1, на которой смонтирован ленточный транспортер 2. В этом
транспортере лента образует провис, в который как в люльку
кладется рулон ткапи 3. Когда лента движется, рулон начинает
вращаться под действием сил трения, возникающих между ним
и лентой. Так как практически рулон вращается без проскаль-
зывания относительно ленты, то линейная скорость сматыва-
ния ткани с рулона равна скорости vn движения ленты. Если же
учесть, что лента движется со скоростью движения тележки по
столу, то vt = ?;л = п2, а это значит, что скорость сматывания тка-
ни с рулона равна скорости настилания ткани, чем и обеспечивает-
ся настилание ткани без натяжения. Применение поворотной
каретки решило и другой важный вопрос возможности настилания
ткани лицом вниз или вверх.
Из числа зарубежных машин, применяющихся у нас, можно
306
отметить машину для настилания ткани фирмы Текстима (рис.102).
Машина представляет собой самодвижущуюся тележку, пере-
1 — тележка; 2 — механизм выравнивателя кромки; з — механизм подъема укладываю-
щего устройства; 4 — устройство для укладывания ткани на стол; 5 — зажимные линей-
ки для удерживания концов настила; 6 — электродвигатель: 7 — настилочный стол;
8 — коробка реверсивного хода; 9 — счетчик полотен в настиле.
мещающуюся вдоль стола. Она
имеет механизм привода и подъе-
ма укладывающего устройства при
увеличении числа тканей в настиле,
а также механизм выравнивате-
ля кромки (рис. 100).
Поступающие к нам машипы
с кареткой для настилания тка-
ней из «книжки» и без устройств,
•обеспечивающих настилание тка-
ни без натяжения, обычно пе-
реоборудуют прямо на фабриках
путем установки на них разма-
тывающих устройств по типу те-
лежек Хомутова и Андреева. К не-
достаткам машины фирмы Тек-
стима следует отнести и то, что ее
каретка не поворотная, поэтому
^настилание лицом вниз можно
вести лишь в одпом направлении
Рис. 103. Схема работы механиз-
ма захвата концов ткани при
настилании:
а — подъем прижимной линейки; б —
опускание прижимной линейки, захват
и прижим сгиба ткани.
при обратном холостом пробеге тележки по столу, что значитель-
но снижает производительность труда. В этой машине отсутствует
307
механизм обрезки ткани в конце настила, что сужает ее техно-
логические возможности.
Из конструктивных узлов машины привлекает внимание своей
простотой и оригинальностью механизм захвата конца ткани
(рис. 103). На конце настилочного стола закреплены шарнир-
ные четырехзвениики 1 с прижимной линейкой 2, обитой снизу
кардолентой, а на шатуне четырехзвенника установлен клин 3.
Рис. 104. Передвижные закройные машины:
а — с прямым ножом (ЭЗМ-2); б — с дисковым ножом (ЭЗДМ-1); в— осноровочная ма-
шина ОМ-3; г — нож осноровочной машины; 1 — электродвигатель; 2 — рукоятка;
з — платформа; 4 — козырек; 5 — нож; 6 — лапка; 1 — точильный аппарат.
Когда каретка машины подходит к концу стола, упор 5, укреплен-
ный па каретке и движущийся вместе с пей, подходит под клин 3
и поднимает прижимную линейку, а стелющий ролик 4 подводит
под нее сгиб настилаемой ткани. При обратном движении карет-
ки упор 5 отходит, а линейка опускается, прижимая захвачен-
ный кардолентой сгиб ткани к нижним слоям настила. Применение
такого устройства весьма рационально при настилании ткани без
разрезания ее концов.
Закройные машины служат для вырезания из настилов тка-
ней деталей швейных изделий. В швейной промышленности при-
меняют передвижные (рис. 104) и стационарные, (рис. 105, 106)
закройные машины. В стационарных машинах режущим инстру-
308
ментом служит стальная лента, а в передвижных — вращающийся
дисковый нож или прямой нож, движущийся возвратно-посту-
пательно.
Рис. 105. Двушкивная закройная ленточная машина^ЗЛ-Шв. 1:
1 — станина; 2 и 5 — лентоулавливатели; 3 — точильный аппарат с пылесборником
4 — верхний шкив; 6 — стол; 7 — нижний шкив.
Передвижение машины с прямым ножом используют в основ-
ном для рассекания настила тканей на секции, которые затем
передаются для окончательного раскроя на машину с ленточным
ножом. Это объясняется тем, что ленточная машина более произ-
водительна и обеспечивает чистый, ровный (без зазубрин) разрез
тканей
20 2187
309
Машины с дисковыми ножами служат для окончательного вы-
резания деталей из настилов шелковых и других скользких тка-
ней, которые нельзя перемещать с настилочного стола на стол за-
кройной машины во избежание смещения слоев ткани в настиле.
Для осноровки деталей, т. е. для их обрезания с целью вос-
становления правильной формы, измененной в процессе обработ-
Рис. 106. Трехшкивная закройная ленточная машина:
1— станина; 2— шкивы; 3 — тормозные колодки; 4— механизм натяжения ленты;
5 — лентоулавливатели; 6 — тормозная педаль; 7 — педаль включения точильного ап-
парата; 8 — точильный аппарат; 9 — стол; 10 — направляющие ролики; 11 — светиль-
ники.
ки, применяют осноровочные машины (рис. 104, в), отличающиеся
от передвижных машин с дисковым ножом размерами и меньшей
мощностью электродвигателя.
Создание трехшкивных ленточных машин и применение их на-
ряду с двухшкивными было обусловлено стремлением увеличить
рабочий вылет машины, что необходимо для выкраивания больших
деталей.
Полагая, что устройство закройных машин хорошо известно
читателю, обратим внимание лишь па некоторые, конструктивные
особенности, обусловленные спецификой технологического назна-
310
чения, а также на положительные и отрицательные стороны в кон-
структивных решениях некоторых узлов и механизмов.
Поскольку работа на этих машинах сопряжена с возможно-
стью травмирования, в каждой из них предусмотрены устрой-
ства, обеспечивающие безопасность работы: ограждения движу-
щихся частей, предохранители от пореза рук, а в машинах с
ленточным ножом — лентоулавливатели. С целью создания гиги-
енических условий работы и устранения возможности загрязне-
ния ткани устройства для заточки лепты оснащены пылесборни-
ками. Следует обратить внимание на то, что в закройных ленточ-
ных машинах имеется не один, а два лентоулавливателя, уста-
новленных на ведомой и ведущей ветвях. Это вызвано тем, что
в случае обрыва ленты в непосредственной близости к какому-либо
из лентоулавливателей и при большой скорости ее движения
(20 м/сек) этот лентоулавливатель не успеет сработать и удержать
оборвавшуюся ленту. Тогда ее удержит второй лентоулавливатель.
Безопасность работы на машине обеспечивается не только оснаще-
нием ее соответствующими устройствами, а и правильностью расче-
тов на прочность наиболее ответственных в отношении безопасности
узлов и деталей. Так, например, в первом варианте машины ЗЛ-Шв. 1
конструктор, стремясь увеличить производительность машины и обе-
спечить лучшую чистоту среза ткани, принял скорость движения лен-
точного ножа равной 25 м/сек. Это значит, что чугунный шкив,
приводящий в движение ленту, должен был вращаться со скоро-
стью, близкой к критической (для чугунных шкивов она равна
примерно 30 м/сек), при которой возможен разрыв шкива под
действием центробежных сил. В машинах первой серии имели
место разрывы шкивов, поэтому было принято решение снизить
скорость движения ленты с 25 до 20 м/сек, что исключило возмож-
ность аварии без ущерба для производительности машины и без
ухудшения качества среза.
Заслуживает внимания и изменение конструкции механизма
натяжения ленточного ножа, которое было сделано после произ-
водственных испытаний. В опытном образце натяжение ленточ-
ного ножа обеспечивалось грузом 1 (рис. 107, а), размещенном
на левом плече рычага 2, а в следующих вариантах машины — пру-
жинами 3. Создание натяжения ленты грузами в данном случае
оказалось неприемлемым по двум причинам. Во-первых, потому,
что даже незначительные толчки, возникающие при прохождении
по шкиву утолщенного места спая ленты, усиливались колеба-
ниями рычага с грузом, а это зачастую служило причиной обрыва
ленточного ножа. Во-вторых, в виду сложности регулирования,
20* 311
затруднительность проверки фактического натяжения ленты и из-
менения величины натяжения при ее укорачивании после пере-
пайки. Последнее объясняется тем, что при уменьшении длины
ленты груз поднимается (см. на рис. 107, а положение рычага,
обозначенное пунктиром), момент от веса груза уменьшаете я (М2 =
= Gh2<Z Мг — Ghj), при этом уменьшается и величина натяжения
ленты. Возникает необходимость дополнительного регулиро-
вания.
С применением пружины (рис. 107, б) толчкообразные на-
грузки амортизируются, регулирование упрощается, появляе-
Рис. 107. Схемы механизмов натяжения ленты.
тся возможность контроля натяжения ленты, например, дина-
мометром или по степени растяжения оттарированпых пружин.
Приведенный пример подтверждает необходимость тщатель-
ного подхода к выбору схемы механизмов па первых этапах про-
ектирования, чтобы допущенные ошибки не проявились в- гото-
вой машине.
Следует обратить внимание еще на одно упущение конструк-
торов, работающих над проектированием машины ЗЛ-Шв 1.
Стремясь увеличить рабочий вылет машины, конструктор при-
нял диаметр шкивов ленточного ножа равным 1000 мм (в ранее
применявшихся машинах он был 600 пли 800 мм), но так как ниж-
ний шкив размещен под столом машины, это отразилось на высо-
те стола, которую пришлось увеличить до 1200 мм. Для работы
па машине такая высота стола при наличии подставки под ноги
не представляет неудобства, но здесь сказался другой отрицатель-
ный фактор. Высота настилочных столов равна 800 мм, а стола
закройной машины — 1200 мм. Это значит, что для подачи насти-
ла с низкого стола на высокий нужна наклонная горка, при пе-
ремещении по которой происходит сдвиг тканей в пастиле, что
недопустимо. Для транспортировки настилов к закройным ма-
312
шинам, находящимся в отдалении от настилочных столов, по-
требовалось применение специальных тележек с подъемной плат-
формой!
Этот пример подчеркивает необходимость продумывать вопро-
сы, относящиеся не только к проектируемой машине, но и вопро-
сы увязки работы данной машины с предыдущими и последую-
щими операциями. Назначителыюе на первый взгляд упущение
в определении диаметра шкива закройной машины привело к услож-
нению средств транспортировки и возможности возникновения
брака в вырезаемых деталях,
вследствие сдвига слоев ткани
в настиле.
Говоря об осноровочных ма- ,
шипах, нужно отметить одну
конструктивную особенность,
возникшую в процессе их со-
вершенствования. 0
Применявшаяся ранее осно-
ровочная машина ОМ-2 вслед- Рис 108 Схемы гладильных
ствие недостаточной мощности каландров,
электродвигателя (50еш) и малой
скорости вращения дискового ножа (1000 об/мин) не могла быть
использована на тяжелых операциях. Увеличение скорости до
3000 об/мин и мощности до 80 ст в усовершенствованной машине
ОМ-3 само по себе не дало полностью желаемых результатов, а
дальнейшее увеличение мощности привело бы к недопустимому
увеличению веса машины. Выход был найден в изменении формы
дискового ножа. Если в передвижных закройных машинах и в
осноровочной машине ОМ-2 ножи круглые, то нож машины ОМ-3
имеет форму четырехугольника, описанного дугами большого радиу-
са (рис. 104, г). Сочетание пилящего резания с рубящим (углами но-
жа) обеспечило возможность применения этой машины на самых
тяжелых осноровочных операциях без чрезмерного увеличения
мощности (а следовательно, и веса) электродвигателя.
Гладильные каландры (рис. 108) на швейных фабриках при-
меняют еще сравнительно редко, хотя их с успехом можно исполь-
зовать при влажно-тепловой обработке бельевых плоских из-
делий.
По конструкции каландры подразделяют на два вида: одно-
валковые и двухвалковые. При глажении на одновалковом калан-
дре (рис. 108, а) изделие подводится к вращающемуся барабану
1 и пропускается между ним и утюгом 2, который шарнирно закре-
313
плен на рычаге 3 и прижат к барабану 1 пружиной 4. В двухвал-
ковом каландре (рис. 108, б) изделие проходит между горячим 6
и холодным 5 барабанами и затем пропускается между бараба-
ном 6‘ и суконной лентой 7.
Одновалковые каландры удобны тем, что на них можно обра-
батывать не только плоские, но и цилиндрические детали, надевая
их на барабан. Преимущество двухвалковых каландров состоит
в наличии суконной ленты, огибающей барабан, применение кото-
рой рационально с двух точек зрения: во-первых, пропускание
изделия между лентой и барабаном увеличивает время контак-
та изделия с обогреваемой рабочей поверхностью барабана,
что улучшает технологический эффект обработки и позволяет уве-
личить производительность увеличением скорости вращения ба-
рабана при сохранении других параметров ВТО (усилие, темпе-
ратура); во-вторых, в двухвалковых барабанах с лентой входит
изделие и выходит после обработки с одной стороны машины, а это
значит, что обслуживать ее может один рабочий, а не два, как это
имеет место в одновалковом каландре.
Возможность уменьшения числа обслуживающих машину ра-
бочих нужно учитывать при проектировании новых машин.
§ 4-. Машины, работающие на базе технологических
процессов третьего класса
К машинам, работающим на базе технологических про-
цессов третьего класса, в швейной промышленности можно отнести
гладильные и загибочные прессы, машины для поузловой обра-
ботки изделий с применением клея. Большая часть этих машин при-
меняется на участках влажно-тепловой обработки. Сейчас прогрес-
сивный метод параллельной обработки распространяется и на дру-
гие участки технологического процесса, в частности на раскрой
тканей, где появились организационные условия применения,
например, вырубочных прессов.
В настоящее время большинство операций ВТО выполняется
с помощью прессов (рис. 109), отличающихся друг от друга типом
привода, видом подушек, величиной усилия прессования [14].
По технологическому назначению прессы подразделяются на
гладильные, загибочные и отпарочные.
Имеются прессы с ручным или педальным, электрическим,
пневматическим или гидравлическим приводом. Современные прес-
сы оснащены устройствами автоматического регулирования тем-
314
пературы, выдержки времени, а также устройствами для контроля
и регулирования усилия прессования. Применяемые сейчас прессы
могут обеспечивать усилия прессования от 400 до 5000 кГ. Иссле-
дуется целесообразность применения прессов более высоких уси-
лий порядка 10 000 — 15 000 кГ. Прессы, создающие усилия до
2000 кГ, используют для внутрипроцессной обработки изделий,
а до 5000 кГ в основном для окончательной утюжки и для неко-
торых тяжелых внутрипроцессных операций, например, обра-
ботка полочки пальто.
Наиболее распространенными прессами с педальным или руч-
ным приводом были в свое время настольный пресс НП-2, легкий
пресс НПС и тяжелый пресс завода
«Красная вагранка». Принцип действия
этих прессов основан на том, что с по-
мощью системы рычагов и тяг неболь-
шие усилия руки или ноги рабочего
превращаются в усилия, необходимые
для прессования. Механизмы этих
прессов, как правило, состоят из трех
узлов: закрытия (опускания верхней
подушки на нижнюю), прессования и
запирания прессов в закрытом (рабо-
чем) состоянии.
В прессах с электрическим приво-
дом механизмы закрытия и открытия
магический пресс-полуав-
томат ТПП.
пресса приводятся в движение от элек-
тродвигателя. В неавтоматизированных
прессах включение и выключение элек-
тродвигателя осуществляется нажатием кнопки. В прессах-полуав-
томатах для закрытия нажимают кнопку включения, открытие же
происходит автоматически в результате срабатывания реле вре-
мени. Чтобы обеспечить безопасность работы на прессе, включение
его может быть произведено лишь одновременным нажатием
на две кнопки, расположенные на расстоянии, исключающем воз-
можность нажатия одной рукой обеих кнопок. В прессах с элек-
трическим приводом применяют в основном два типа механизмов
закрытия: кулачковые (например, пресс ГПС) и рычажные с вин-
товой парой (пресс завода «Красная вагранка»).
Пневматические прессы применяют в швейной промышленно-
сти четырех типоразмеров: настольные, легкие, средние и тяжелые,
обеспечивающие соответственно усилия прессования 600, 1000,
2500 и 5000 кГ. Все они полуавтоматического действия. Наиболь-
315
шее распространение получили прессы с поршневым приводом
(ПНП, ПЛП, ПСП и ТПП). Встречаются прессы и с мембран-
ным приводом. Преимущественное применение в пневматических
прессах поршневых приводов объясняется в основном их надеж-
ностью в эксплуатации.
Пневматические прессы бывают одноцилиндровыми(ПЛП)и двух-
цилиндровыми (ПНП, ПСП, ТПП). Двухцилиндровые прессы
работают в два цикла: сначала с помощью первого цилиндра верх-
няя подушка опускается на нижнюю, затем автоматически вклю-
чается второй цилиндр, прижимающий нижнюю подушку к
верхней. Основное прессующее усилие создается нижней по-
душкой.
В одноцилиндровом прессе как закрытие пресса, так и прессова-
ние производится одним цилиндром.
Для загибки краев деталей швейных изделий (например, при
формовании накладного кармана, оттяжке стойки воротника) при-
еияют загибочные прессы универсальные и специализирован-
316
ные. Эти прессы имеют ручной, педальный или механический привод.
Принцип действия загибочных прессов состоит в том, что форму-
емая деталь огибается с по-
мощью движущихся утюж-
ков на шаблоне, форма ко-
торого соответствует дета-
ли. Так, при работе на
универсальном загибочном
прессе УГФ (рис. 110) по-
луфабрикат укладывается
на плиту 1 или в специаль-
ную рамку и продавли-
вается пуансоном 2 так,
что его края несколько
поднимаются. Затем утюж-
ки 3 (их количество опре-
деляется формой загиба-
емого края и размерами
детали) перемещаются к
центру детали и загибае-
мого края.
В настоящее время все
большее применение нахо-
дят машины для поузловов
обработки, сборки и сое-
динения деталей формо-
ванием и применением тер-
мопластического клея [30 ].
Эти машины имеют прин-
ципиально одинаковое
устройство. Они представ-
ляют собой гладильный
пресс, на котором уста-
навливают механизмы для
выполнения загибки, со-
вмещения деталей, нанесе-
ния клеевого материала.
Рабочими органами этих
машин являются внутрен-
ние и внешние шаблоны,
верхняя и нижняя подушки,
показан ранее на рис. 57.
а принцип их действия
Рис. 111. Конструктивная схема полуавтомата ОВК-6.
был
317
шинах служат кулачки,
Рис. 112. Вырубочный пресс
«Идеал»:
1 — электродвигатель; г — ста-
нина; 3 — маховик; 4 — стол;
5 — ревак; в — траверза; 7 —
рычаг включения; 8 — скалка.
Шаблоны выполнены в виде плоскостей по форме обра-
батываемых деталей. В одних машинах они приводятся в действие
вручную, в других специальными механизмами, срабатываю-
щими автоматически. Программирующим устройством в этих ма-
установленные на распределительном
валу. Компоновка механизмов одной из
машин полуавтоматического действия
показана на рис. 111.
В машинах для поузловой обработ-
ки использованы средства автоматиче-
ского контроля режима ВТО, предус-
мотрены блокирующие устройства, обес-
печивающие безопасность работы и не-
возможность включения машины при
ее неподготовленности, например, при
неотведенных установочных шаблонах.
Заканчивая рассмотрение конструк-
тивных вариантов машин, работаю-
щих на базе технологических процессов
третьего класса, нужно остановиться
на новом для швейной промышленности
способе раскроя тканей вырубанием на
прессах (рис. 112.) В этой области сде-
ланы лишь первые шаги, направленные
в основном на перенесение опыта, на-
копленного в других отраслях производства, например, в обувной
с использованием применяемых там прессов.
Разруб тканей специфичен по сравнению с другими матери-
алами (кожа, картон, гранитоль) и применение известных спосо-
бов, оборудования и инструментов не дает положительных ре-
зультатов, обеспечивающих хорошее качество.
Использование этого способа требует решения многих вопро-
сов. Если, например, для обувщиков вопрос о разрубке кож являе-
тся решенным: подошвенные кожи хорошо вырубаются острыми
резаками на деревянных колодах, а мягкие кожи — тупыми ре-
заками на металлических плитах, то для тканей ни один из этих
способов не дает хороших результатов. Не удается достигнуть
чистого среза и полного разрубания всех волокон ткани.
По иному решается вопрос и о вырубании деталей из насти-
лов тканей. Выпучивание ткани внутри внедряющегося в настил
резака приводит к искажению деталей кроя. Чтобы избежать это,
приходится усложнять конструкцию резака, оснащая его под-
318
пружиненным выталкивателем для прижима слоев ткани при
вырубании. Большие размеры деталей швейных изделий (напри-
мер, полочка пальто) и большие усилия, необходимые для пол-
ного разрубания тканей по сравнению с кожей, требуют создания
мощных прессов, способных создавать усилия в десятки тонн.
Необходимо решить вопрос и о способе подачи ткани под рабочие
органы вырубочного пресса и о самом принципе работы машин
для раскроя: ударное действие или статическое, вырубание реза-
ками (штампами) из настилов или применение машин роторного
типа пропусканием одного слоя ткани между вращающимися вал-
ками с укрепленными или выгравированными на них режущими
лезвиями.
На характер конструктивного решения и выбор принципа ра-
боты оказывают серьезное влияние как свойства тканей, так и орга-
низационные условия швейных фабрик. Созданию, например,
ротационных машин непрерывного действия препятствует такой,
казалось бы, незначительный фактор, как разнооттеночность тка-
ней или такое организационное условие, как необходимость за-
пуска в поток одновременно нескольких изделий из разных тка-
ней, т. е. вопрос комплектования партий.
В данном случае комплексность решения вопросов техноло-
гии, механизации и организации приобретает особое значение.
Перспектива внедрения этого прогрессивного способа раскроя тка-
ней зависит от успешного решения поставленных здесь вопросов.
Литератур а
1. В е р б о в А. Ф., О рациональном расположении рычаж-
ных органов управления в металлорежущих станках с проф-
гигиенической точки зрения, Сборник Института гигиены
труда и профзаболеваний Ленгорздравотдела, Л., 1939.
2. Капустин И. И., Расчет и конструирование обувных
машин, М., Гизлегпром, 1956.
3. Капустин И. И., Автоматизация обувного производ-
ства, М., Ростехиздат, 1960.
4. Кожевников С. Н., П р у с л и н М. М., Механика
швейных машин, М., Гизлегпром, 1948.
5. Кожевников С. Н., Пруслин М. М., Испытание
машины 4 кл. ПМЗ’на износ, «Швейная промышленность»,
1940, №11—12.
6. М а р а к у ш е в Е. А. и др., Швейные машины 22-А, 22-Б,
22-В и 22-Е классов, М., Гизлегпром, 1955.
7. Маракушев Е. А. и др. Скоростная стачивающая
швейная машина 97 кл. ПМЗ, М., Гизлегпром, 1959.
8. Маракушев Е. А. и др., Швейные машины 26. 55 и
75 классов, М., Гизлегпром, 1956.
9. Маракушев Е. А. и др., Стегальная машина СМ-2,
М., Гизлегпром, 1953.
10. М а р а к у ш е в Е. А. и др., Швейная машина 85 кл.
ПМЗ для подшивки тонких тканей, М., Ростехиздат, 1961.
11. Маракушев Е. А. и др., Швейная машина 86 кл.
ПМЗ для вспушки борта пиджака, М., Ростехиздат, 1960.
12. М а р а к у ш е в Е. А. и др., Швейная машина 204 кл.
ПМЗ для выметывания прямых петель на белье, М., Ростех-
издат, 1960.
13. Маракушев Е. А. и др., Машина 29 кл. ПМЗ для вы-
метки петель, М., Гизлегпром, 1955. > г
14. Маракушев Е. А. и др., Тяжелый пневматический
пресс-полуавтомат ТПП, М., Гизлегпром, 1958.
15. Орлов И. В., Д о в г о ш е я С. Г., Формы и виды связи
влаги с текстильными волокнами, «Известия ВУЗов, Техно-
логия легкой промышленности», 1964, № 3.
320
16. Орлов И. В., Бе резненко Н. П., Эксперименталь-
ная установка для исследования кинетики передачи тепла
при влажно-тепловой обработке швейных изделий», «Изве-
стия ВУЗов, Технология легкой промышленности», 1964,
№ 5.
17. Пономарев С. Д. и др., Расчеты на прочность в маши-
ностроении, М., Машиздат, 1956,
18. Правила техники безопасности и производственной санита-
рии для предприятий швейной промышленности, ЦИНТИЛП,
1960.
19. Р е ш е т о в С. Л., Кулачковые механизмы, М. Изд-во
Машгиз, 1953.
20. Русаков С, И., Технология машинных стежков и налад-
ка швейных машин, М., Гизлегпром, 1959.
21. Русаков С. И. и др., Технология швейного производ-
ства, М., Ростехиздат, 1961.
22. Р у с а к о в С. И. п др., Оборудование швейных фабрик,
М., Гизлегпром, 1955.
23. С е р г е в н и п И. В., Э п п е л ь С. С., Основы проекти-
рования швейных машин, М-, Гизлегпром, 1946.
24. Сборник № 1 и № 2 материалов семинара по механизации
и автоматизации производственных процессов в швейной про-
мышленности, Московский дом научно-технической пропа-
ганды им. Ф. Э. Дзержинского, 1964.
25. Современный ВУЗовский курс по «Теории механизмов и ма-
шин».
26. Современный ВУЗовский курс по «Деталям машин».
27. Справочник швейника, т. 1, М., Ростехиздат, 1960.
28. Справочник швейника, т. 2, М., Ростехиздат, 1962.
29. Червяков Ф. И., С ума р о ко в Н. В., «Швейные маши-
ны», М., Машгиз, 1962.
30. Гладильный пресс ПСП и аппараты ОВК-5м, ОВК-6,
ОНК-4м, Сб. «Швейная промышленность», М., 1958, № 34.
31. Энциклопедический справочник машиностроения, т. 1, книга
2 ГНТИ машиностроения, 1948, стр. 37, 42.
32. Э п п е л ь С. С., К вопросу о выборе типа привода к гла-
дильным прессам, «Швейная промышленность», 1963, № 3
и 1964, № 6.
- -
Оглавление
Стр.
Предисловие 3
Раздел I
Механизмы машин швейного производства
Глава I. Механизмы игл швейных машин
§ 1. Передача движения игле от одной кинематической
цепи 8
§ 2. Передача движения игле от двух кинематических цепей 38
§ 3. Другие механизмы для передачи сложного движения
игле 58
§ 4. Передача игле движения от трех кинематических
цепей 67
Глава II. Механизм перемещения материала
§ 1. Реечный двигатель ткани 73
§ 2. Модификация механизма реечного двигателя ткани 93
§ 3. Механизмы двигателя ткани автоматического действия 104
Глава III. Другие важнейшие механизмы швейных
машин
§ 1 Механизмы нитепритягивателя 121
§ 2. Механизм челнока 135
§ 3. Механизм петлителей 143
§ 4. Механизм управления технологическим процессом
швейных машин 151
Глава IV. Узлы и механизмы оборудования для влажно-
тепловой обработки и склеивания
§ 1. Технологические требования к оборудованию 162
§ 2. Нагревательные элементы 165
§ 3. Рабочие органы 168
§ 4. Подсобные узлы и механизмы , 170
§ 5. Устройства и системы автоматизации 175
Глава V. Приводы гладильного и клеевого оборудования
§ 1. Требования к приводам 182
§ 2. Типы приводов 185
5 3. Расчет и проектирование приводов 189
§ 4. Материалы, применяемые в швейном машиностроении 208
Раздел П
Типовые машины швейного производства н основы их
проектирования
Глава I. Основы проектирования машин швейного
производства
§ 1. Этапы создания новых машин 212
§ 2. Указания по разработке принципиальной схемы ма-
шины и выбору конструктивных решений ее узлов
и механизмов 228
§ 3. Расчет производительности машин 250
Глава II. Конструктивные варианты основных типов
машин швейного производства
§ 1. Общая характеристика современного машинного пар-
ка и классификация машин 258
§ 2. Машины, работающие на базе технологических про-
цессов первого класса 262
§ 3. Машины, работающие на базе технологических про-
цессов второго класса 300
§ 4. Машины, работающие на базе технологических процес-
сов третьего класса 314
Литература 320
Маракушев Евгений Алексеевич, Русаков Сергей Ива-
нович, Эппель Сергей Сергеевич, кандидаты техн,
наук
МАШИНЫ
ШВЕЙНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
КОНСТРУКЦИЯ, РАСЧЕТ И ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Редактор издательства инж. Э. А. Степанова
Обложка художника С. М. Габовича
Художественные редакторы Б. В. Валуенко,
И. Т. Лагутин
Технический редактор И. Е. Немченко
Корректоры Е. А. Токарева, Л. Н.Седякина
Сдано в набор 28. XI. I960 г. Подписано к печати 5.IV. 1967 г.
Формат бумаги 60Х84>/16. Объем: 20,25. физ. л., 18,83 уел- л.,
19,74 уч.-изд. л. Тираж 8 600. БФ 27152. Цена 79 коп.
Издательство «Техшка», Киев, 4, Пушкинская, 28
Киевская фабрика набора Комитета по печати при Совете
Министров УССР, Довженко, 5.