Закрепочный полуавтомат с микропроцессором управления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Закрепочный полуавтомат с МПУ

Введение и обоснование темы проекта

Актуальной задачей в области швейного машиностроения является создание принципиально нового высокоэффективного автоматизированного оборудования, разработка автоматизированных швейных агрегатов, оснащенных механизмами программного перемещения, включающих микропроцессорную технику.

Одними из наиболее массовых в легкой промышленности являются операции по изготовлению различного рода закрепляющих строчек. При этом приходится выполнять значительное количество небольших по длине, но сложных по форме строчек. Копир же в настоящее время дает возможность сделать максимально 60 уколов, что значительно сдерживает выполнение сложных строчек различной конфигурации. При выполнении этих строчек на универсальных швейных машинах резко падает коэффициент использования скорости машины и большая часть рабочего времени затрачивается ан выполнение вспомогательных приемов. Следовательно, на таких операциях целесообразно применение швейных машин полуавтоматического действия с малым полем обработки. Для ряда промышленных и бытовых швейных машин начали применяться автоматизированные системы управления, разработанные на микропроцессорной технике. Однако, на сегодняшний день, отечественное машиностроение такого оборудования не выпускает, а используются, в основном, швейные полуавтоматы с механическими программоносителями. Данное оборудование в настоящее время морально устарело по следующим признакам:

- невысокая технологическая мобильность и технологические возможности;

- ограниченное количество стежков;

- сложная кинематика перемещений;

- невысокая надежность механических систем;

- невысокое качество выполнения технологических операций;

- невозможность развития модульного принципа.

Форма строчки в существующих закрепочных полуавтоматах задается дисковым кулачком, получающим движение через червячную передачу от главного вала. Плоские дисковые кулачково-коромысловые механизмы с геометрическим замыканием ведомого звена являются тихоходными (10-60 об/мин). Особенность работы этих механизмов - наличие большого количества перемещений ведомого звена с его выстоем за время полного оборота кулачка.

Наличие большого количества переходных участков приводит к тому, что выбор закона движения ведомых звеньев целиком диктуется технологией изготовления профилей кулачков. Анализ показывает, что работа кулачковых механизмов сопровождается небольшими скоростями ведомых звеньев. В начале и конце интервала перемещения, а также при переходе ролика с одной дуги окружности на другую происходят удары ведомого звена. Динамические нагрузки в кулачковых парах велики из-за больших углов давления (н=40-50°). Наибольшие контактные напряжения в кулачковых парах при 1200 об/мин превосходят допускаемые контактные напряжения. Это ведет к износу кулачкового механизма, появляются шум и вибрации. Срок службы кулачковой пары "сталь-сталь" составляет 4-6 месяцев. Притирка сопрягаемых поверхностей в настоящее время осуществляется вручную, а методы восстановления изношенных поверхностей кулачка дорогостоящие. Изготовление кулачков также дорого, на их замену требуется несколько часов. Кроме того, специфика, например, обувного производства требует от полуавтоматов такого типа возможности быстрой переналадки на другой контур непосредственно в условиях их эксплуатации, что затруднительно при использовании программоносителей механического типа. Многие процессы перемещения исполнительных устройств, которые ранее ограничивались лишь механикой, в настоящее время успешно осуществляются с помощью микро-ЭВМ, управляющих шаговыми двигателями, встроенными в швейные полуавтоматы, что было отмечено на Международной специализированной выставке швейного оборудования в 1985 году в г. Кельне (ФРГ).

За рубежом специализируются на выпуске закрепочных полуавтоматов такие фирмы и предприятия, как "Pannonia" (ВНР), "Pfaff", "Adler", "Durkopp" (Германия), "Singer" (США), "Yuki", "Brother", "Mitsubishe" (Япония), "Hecci" (Италия) и некоторые другие. Опыт эксплуатации автоматизированных швейных агрегатов этими фирмами показал, что создание закрепочных полуавтоматов для существующих технологических процессов изготовления швейных, обувных и кожгалантерейных изделий вполне целесообразно. Проведем небольшой анализ существующих моделей закрепочных полуавтоматов с МПУ, выпускаемых этими фирмами:

1. Закрепочный полуавтомат "Флекситакер" (США). Поле обработки 50Ч108 мм позволяет осуществить любой узор строчки до 750 стежков. Замена блоков памяти занимает от 1 до 3 минут, а иногда 34-45 с, в то время как на замену кулачков требуется несколько часов. Такая степень гибкости резко увеличивает коэффициент использования машины.

2. Закрепочный полуавтомат с управлением от ЭВМ-АСВ-А. Модели PLK-109 и PLK-0503 фирмы "Mitsubishe" (Япония). Поле обработки 50Ч30 мм. Скорость до 2000 об/мин. Электродвигатель Limi-StopZ. В качестве программоносителя используется постоянная памяти - плата PROM, в которой содержится до десяти различных программ общим количеством до 1000 стежков. Длина стежка 0,2-6 мм. Закрепочный полуавтомат PLK-0604 фирмы "Mitsubishe" (Япония) создан на базе PLK-109, отличается увеличенным полем шитья, которой составляет 60Ч40 мм. Используется плата PROM с 10 мотивами и 4000 стежками. Скорость до 2000 об/мин. Длина стежка 0,2-6 мм. Модель PLK-0303. Поле обработки 30Ч30 мм. Скорость до 2000 об/мин. Длина стежка 0,2-6 мм. На плате PROM записано 20 мотивов по 100 стежков. Модель PLK-1210. Поле обработки 120Ч100 мм. Скорость до 2000 об/мин. Длина стежка 0,2-6 мм. Емкость платы PROM достигает 4000 стежков.

3. Закрепочные полуавтоматы серии LK-1850, 1852-1, 1852-2 и т.д. фирмы "Yuki" (Япония). В их конструкции: цилиндрическая платформа, качающийся челнок. Скорость: 1800 об/мин для синтетических нитей, 2300 об/мин для х/б нитей. Поле обработки 40Ч20 мм. Число стежков в закрепке 14-42. Модель LK-980. Скорость 2200 об/мин. Поле обработки 90Ч60 мм. Число стежков в закрепке 14-128 (стандартным является 42).

4. Закрепочный полуавтомат BAS-320 фирмы "Brother" (Япония). Поле обработки 120Ч100 мм. Скорость до 2000 об/мин. Длина стежка 0,2-6,2 мм. Емкость постоянной памяти составляет до 2000 стежков.

5. Закрепочный полуавтомат VAN 2422 фирмы "Hecci" (Италия). Поле обработки 60Ч120 мм. Скорость до 2800 об/мин. Длина стежка 0,15-5 мм. Количество стежков в рисунке 1500-2000.

6. Закрепочные полуавтоматы класса 2571-2/01 и класса 3338 фирмы "Pfaff" (Германия). В полуавтоматах класса 3571-2/01 координатное устройство смонтировано как отдельная приставка с полем обработки 120Ч150 мм. В полуавтоматах класса 3338 наличие механизма зигзага иглы вдоль платформы и вращающегося челнока, применяемого в петельных полуавтоматах, позволяет увеличить скорость до 4000 об/мин.

Из ознакомительного анализа имеющихся образцов можно сделать вывод, что за рубежом большое распространение получили закрепочные полуавтоматы с МПУ. Координатное перемещение рабочего стола осуществляется шаговыми двигателями, специально сконструированными, чтобы осуществить перемещение шагами, соответствующими строчке. Шаговое перемещение объединяет в себе высокую шаговую разрешающую способность и малую инерцию, позволяя высокоточное и высокоскоростное образование стежков. Микропроцессоры в системах управления современного автоматизированного электропривода увеличивают гибкость и приспособляемость к конкретным условиям технологического процесса, улучшают качество работы благодаря введению адаптации и самотестирования. Основное преимущество использования микропроцессоров в электроприводах - возможность широкой унификации аппаратной части системы управления. Дифференцировано распределить достоинства механизма программного перемещения можно следующим образом:

- повышение производительности труда, технологической мобильности, расширение технологических возможностей (механические программоносители позволяют делать до 128 стежков, электронные программоносители - начиная с 2500 стежков и больше, по мере усложнения постоянных памяти), возможность расширения поля обработки, исключение необходимости продолжительной процедуры замены кулачков и передач;

- повышение качества готовой продукции, расширение ассортимента, повышение эстетических показателей;

- повышение надежности механизма перемещения и технического уровня эксплуатации машины;

- создание основы для разработки и внедрения новых техпроцессов, возможности выполнения спецузоров, невыполнимых на обычных закрепочных полуавтоматах;

- улучшение условий труда, снижение требований к квалификации оператора, повышение коэффициента использования материала, уменьшение потребности в швейном оборудовании на конкретном производстве и соответственно экономия производственных площадей;

- появление возможности создания автоматизированных участков, цехов, фабрик.

Из вышеизложенного вытекает, что в настоящее время назрела необходимость в разработке отечественного закрепочного полуавтомата с МПУ и одной из основных задач при разработке такого полуавтомата является разработка и исследование механизма программного перемещения.

1. Обзор конструкций механизмов подачи материала закрепочных полуавтоматов

В настоящем разделе следует провести обзор различных конструкций механизмов подачи материла закрепочных полуавтоматов.

Короткошовный полуавтомат 220-М ("Легмаш", Орша) предназначен для изготовления закрепок челночными стежками на пальто, плащах, костюмах и другой верхней одежде из различных тканей. Поле обработки 16Ч38 мм. Число стежков на закрепку 21 и 42. Частота вращения главного вала 1200 об/мин. Механизм подачи материала содержит транспортирующую пластину, получающую движение в двух взаимных направлениях.

Механизм продольных перемещений (рисунок 1.1). Ведущим звеном механизма является кулачок, выполненный в виде профильного паза А на копирном диске 2 (рисунок 1.1). Диск получает вращательное движение от главного вала 5, на котором установлен червяк 4. Червяк имеет разрезную ступицу и крепится на валу винтами. В зацеплении с червяком находится червячное колесо 6, закрепленное на валу 3, который установлен на шарикоподшипниках. При вращении главного вала 5 получают вращательное движение червячное колесо 6, вал 3 и копирный диск 2. Передаточное число червячной пары равно 21 (42). Поэтому копирный диск делает один оборот при 21 (42) оборотах главного вала. Положение диска относительно вала 3 можно регулировать. Для этого ослабляют винты крепления и проворачивают его в пределах дугообразных пазов на диске. Изменяется время работы механизмов, получающих привод от копирного диска, по отношению к механизмам иглы, петлителя, ширителя. В паз А копирного диска входит ролик 1, надетый на шпильку 8, которая посредством винта 7 крепится в рычаге 9. Последний шарнирно установлен на оси 10, закрепленной в корпусе рукава винтом. Нижнее плечо рычага 9 имеет направляющие, куда помещен ползун-регулятор 12. В него вставлен вкладыш, который надевается на стойку 14 и фиксируется на ней винтом 13. Стойка имеет снизу отросток, который вставлен в отверстие пластины 15 и жестко соединен с ней винтом. Пластина 15 является ведомым звеном. К ней четырьмя винтами прикреплена транспортирующая пластина, имеющая окно для прохода иглы.

Механизм поперечных перемещений (рисунок 1.2, нумерация позиций продолжается). Кулачок в виде профильного паза Б на копирном диске 2 сообщает движение ролику 20, укрепленному в прорези вертикального плеча углового рычага 21. Горизонтальное плечо углового рычага 21, установленного на шарнирной шпильке 22, имеет радиальную прорезь, в которой крепится шаровая винтовая шпилька 23. Шаровая цапфа этой шпильки охватывается верхней головкой шатуна 24, нижняя головка которого надевается на шаровую цапфу пальца 25, закрепленного на коромысле 26 упорным винтом. Коромысло 26 стягивающим винтом закреплено на валу поперечных перемещений 27. Для предохранения коромысла 26 от осевых смещений на валу 27 закреплено установочное кольцо 28. На переднем конце вала 27 установлено коромысло 29, конец которого входит в отверстие направляющего цилиндра. Цилиндр вставляется в паз ползуна, который через платину прижимным винтом крепится к пластине 15. Такое соединение коромысла 29 с пластиной 15 не препятствует ее продольным перемещениям, так как ползун смещается относительно неподвижного цилиндра.

Короткошовный полуавтомат класса 820 предназначен для выполнения различных прямых и сложных строчек челночными стежками, а также для настрачивания эмблем на различных деталях платьев, костюмов, пальто, шинелей и других изделий. Поле обработки 50Ч65 мм. Число стежков в строчке до 100. Частота вращения главного вала 2000 об/мин. Конструктивно-унифицированный ряд содержит 11 модификаций.

В полуавтомате применен кулачково-рычажный механизм (рисунок 1.3), обеспечивающий перемещение материала по двум координатам в прямоугольной декартовой системе координат. Материал находится в зажиме на пластине 1 и должен перемещаться в общем случае одновременно в направлении двух осей ординат. Продольное перемещение материал получает от кулачка 7 с помощью ролика 8, коромысла 9 и кулисы 11. Величина перемещения регулируется изменением длины коромысла 9 при ослабленном винте 10. Поперечные перемещения материалу задаются также кулачком 7 и обеспечиваются с помощью ролика 6, коромысла 4, кулисы 3 и направляющей 2. Величина перемещения регулируется изменением длины коромысла 4 при ослабленном винте 5.

Как уже отмечалось, материал находится в зажиме. Зажим состоит из подложки и прижимных пластин. Форма подложки и прижимных пластин определяется конфигурацией сточки. Подложка лежит на платформе машины и скользит по ней в процессе образования строчки. Конструктивное оформление координатника, обеспечивающего движение подложки в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях, показано на рисунке 1.4. Основой координатного устройства является крестовина 16 с двумя взаимно перпендикулярными пазами. В верхний, поперечный, паз крестовины вкладывается направляющая 14, а сверху с помощью четырех винтов 11 устанавливается пластина 12. Направляющая 14 двумя парами винтов 13 через две тумбочки 15 закрепляется на платформе полуавтомата. Таким образом, рассмотренная конструкция обеспечивает движение крестовины 16 поперек платформы. В пазу крестовины устанавливается вкладыш 7, смещением которого с помощью винтов 4 устраняется зазор в паре направляющая 14 - паз крестовины 16. После устранения зазора винты 4 фиксируются гайками 3. Снизу в продольный паз устанавливается ползун 19, который ограничивается затем снизу фигурной пластиной 48, закрепляемой к крестовине 16 четырьмя винтами 47. На переднем конце ползуна 19 двумя винтами 2 крепится подложка 1 зажима материала.

Таким образом, наличие движения ползуна 19 относительно крестовины 16 позволяет перемещать зажим с материалом вдоль платформы. Вкладыш 18, винты 5 и гайки 6 служат для выбора зазора в паре ползун 19 - продольный паз крестовины 16.

Рисунок 1.1 - Кинематическая схема механизма продольных перемещений полуавтомата класса 220-М

Рисунок 1.2 - Кинематическая схема механизма поперечных перемещений полуавтомата класса 220-М

Для обеспечения перемещения зажима вдоль платформы на заднем конце ползуна 19 с помощью винта 17 закреплена державка 20, в поперечный паз которой снизу устанавливается камень 28. Для обеспечения перемещения

зажима поперек платформы в пластине 48 предусмотрен продольный паз, в который устанавливается камень 45. Перемещение зажима вдоль и поперек платформы, как было показано на кинематической схеме (рисунок 1.3), обеспечивается одним кулачком с двумя пазами: верхним - для продольных перемещений, нижним - для поперечных.

Закрепочный полуавтомат класса 1820 предназначен для выполнения строчек различного контура и закрепок различной конфигурации. Конструктивно-унифицированный ряд полуавтоматов содержит множество различных модификаций. Максимальное поле обработки 40Ч60 мм. Число стежков в строчке до 56. Частота вращения главного вала до 2000 об/мин.

Механизм двигателя ткани. Исполнительным инструментом механизма является специальная пластина, получающая сложное плоскопараллельное движение с помощью двух механизмов - продольных и поперечных перемещений. Отличием от предыдущего класса является наличие полярной системы координат. Механизм поперечных перемещений сообщает пластине не поступательное движение, а поворотное.

Механизм продольных перемещений. Копирный диск 1 (рисунок 1.5) с помощью трех винтов прикреплен к фланцу. В диске имеется кулачковый паз, куда вставлен ролик 2. Ролик шарнирно связан с осью, которая жестко присоединена к коромыслу 3. Последнее винтом крепится на оси 4. На этой же оси винтом крепится кулиса 5, имеющая снизу продольный паз. В паз вставляется ползун 6. Он свободно установлен на шпильке 7, которая вставлена в паз двуплечего рычага 8 и зафиксирована посредством шайбы и гайки. Второе плечо посредством клеммы соединено с осью, которая вставлена в отверстие кронштейна 9. Имеется регулировка величины продольных перемещений материала. Для ее выполнения откручивают гайку, освобождая ось 6, перемещают ось с ползуном по пазу рычага 7. Отогнутый отросток шайбы является указателем. Его совмещают с делениями на рычаге 7. После регулировки гайку зажимают. Принцип регулирования основан на изменении плеч рычага 7 и кулисы 4. Отверстие в рычаге 3, куда вставлена шпилька, имеет овальную форму. Благодаря этому, при ослаблении гайки ролик 2 можно в небольших пределах переместить относительно кулачка на копирном диске 1. При этом достигается регулировка времени отработки перемещений механизмом.

Механизм поперечных перемещений. С нижней стороны копирного диска 1 (рисунок 1.6) имеется кулачковый паз, куда вставлен ролик 2. Он шарнирно связан с рычагом 3, который закреплен винтом на оси 4. Снизу к этой оси присоединен посредством винта рычаг 5, имеющий продольный регулировочный паз. В паз вставлена шпилька 6. На нее надеты шайбы и гайка. Сверху на шпильку одет ползун 7, вставленный в паз кулисы 8. Последняя винтом крепится к оси 9. Оси 4 и 9 вставлены в отверстия платформы полуавтомата. Верхний рычаг 10 также крепится на оси 9. В отверстие рычага вставлена и крепится винтом ось 11, которая шарнирно связана с направляющим ползуном. Имеющаяся регулировка величины поперечных перемещений аналогична подобной в механизме продольных перемещений. Для этого шпильку 6 с ползуном перемещают по пазу рычага 5, изменяя соотношение плеч в звеньях механизма. Своевременность работы обоих механизмов регулируется путем ослабления винтов крепления копирного диска к фланцу относительно вертикальной оси. Для регулировки в диске имеются специальные пазы.



Рисунок 1.3 - Кинематическая схема механизма перемещения материала закрепочного полуавтомата класса 820

Рисунок 1.4 - Конструкция координатного устройства закрепочного полуавтомата класса 820

Рисунок 1.5 - Механизм продольных перемещений закрепочного полуавтомата класса 1820



Рисунок 1.6 - Механизм поперечных перемещений закрепочного полуавтомата класса 1820

Рисунок 1.7 - Конструктивное исполнение механизма продольных перемещений закрепочного полуавтомата 1820



Рисунок 1.8 - Конструктивное исполнение механизма поперечных перемещений закрепочного полуавтомата 1820

Следует оговорить, что на кафедре уже предпринимались попытки разработки механизма перемещения материала закрепочного полуавтомата с МПУ [33]. В силу незавершенности расчетов они не нашли конструктивного исполнения. Но есть смысл провести анализ этих разработок. На рисунке 1.9 представлена кинематическая схема механизма программного перемещения материала закрепочного полуавтомата с МПУ. Продвижение материала осуществляется по двум взаимно перпендикулярным направлениям X и У. Величина поля обработки 40Ч60 мм. Движение осуществляется от шаговых двигателей 1, 2. На валу шаговых двигателей закреплены зубчатые шестерни 3, 4. Шаговые двигатели вместе с шестернями закрепляются на кронштейнах 5, б и вместе с кронштейнами закрепляются на оси с помощью гаек 7, 8. Такое закрепление шаговых двигателей гарантирует соосность зубчатых передач. С вала шагового двигателя движение передается через зубчатые сектора 9, 10, оси II, 12, рычаги 13, 14, кулисным камням 15, 16. Камень 16 обеспечивает поперечное перемещение рамки 17 с зажимом 18 вдоль направляющих 19, 20. Для уменьшения коэффициента трения и улучшения плавности хода двигается по подшипникам линейного перемещения 21, 22 каретка полуавтомата. Камень 15 обеспечивает продвижение рамки с зажимом в продольном направлении вдоль оси У, при этом звено 23 перемещается вдоль направляющих 24, 25, которые обеспечивают невозможность разворота каретки и ее опрокидывания.

Под руководством к.т.н., доц. Буевич Т.В. студентом гр. Мл-69 Уткиным Н.В. был спроектирован механизм продвижения материала с шаговым приводом и выполнен расчет шагового привода. На рисунке 1.10 приведена кинематическая схема механизма. Прижимная рамка 12 получает движение в двух взаимно-перпендикулярных направлениях по заданной управляющей программе от двух шаговых электродвигателей. Движение по оси X рамка 12 получает от шагового электродвигателя 1 через зубчатую передачу 2, вал квадратного сечения 3, зубчато-реечную передачу 4, каретку 5, кронштейны 10,11 направляющие каретки 8. По оси Y каретка 8 с рамкой 12 перемещается от шагового электродвигателя 6 через зубчато-реечную передачу 7 по направляющим валам 3 и 9. Прижим рамки 12 обеспечивают пружины кручения 13.

Зарубежные образцы закрепочных полуавтоматов напоминают по кинематике механизма продвижения материала, основанного на кулачковом управлении, отечественные образцы. Поскольку большое распространение приобрело микропроцессорное управление, есть смысл привести кинематическое решение такого механизма. На рисунке 1.11 представлена кинематическая схема механизма подачи материала закрепочного полуавтомата с шаговым двигателем (заявка на патент №61-42591B, Япония). Материал зажимается между лапкой 1 и нижней пластиной 2 при помощи прижимного приспособления 3 и получает перемещения в двух взаимно-перпендикулярных направлениях от двух шаговых двигателей 4 и 5 через зубчато-ременные передачи 6 и 7.



Рисунок 1.9 - Кинематическая схема механизма перемещения материала закрепочного полуавтомата с МПУ

Рисунок 1.10 - Кинематическая схема механизма перемещения материала закрепочного полуавтомата с МПУ



Рисунок 1.11 - Механизм подачи материала закрепочного полуавтомата, заявка №61-42591B (Япония)

2. Проектная часть

2.1 Кинематическая схема закрепочного полуавтомата и ее описание

На различных этапах проектирования кинематической схемы механизма продвижения материала предлагалось множество вариантов ее решения. Среди первых рассматривались варианты, где было предусмотрено сохранение рамки полуавтомата 1820 класса. В качестве примера можно привести кинематическую схему с рычажным исполнением обоих механизмов (рисунок 2.1) и кинематическую схему механизма поперечных перемещений с червячной передачей (рисунок 2.2). Поскольку рамка со всеми деталями оказалась достаточно тяжелой, приводы таких механизмов, как показали расчеты, не выдерживали необходимого скоростного режима. В результате было предложено использовать модульный механизм, заимствованный с петельного полуавтомата с МПУ. Так как поле обработки для закрепки больше, чем для петли, требовалось оба механизма снабдить зубчато-реечными передачами, но конструктивное решение такого варианта оказалось достаточно громоздким. Консультации с сотрудником кафедры "Автоматизация технологических процессов и производств" Давыдько А.П. позволили уточнить, что программно можно устранить погрешность перемещения, вызванную криволинейностью годографа скорости шарнира коромысла механизма поперечных перемещений. Поэтому остановились на варианте, кинематическая схема которого представлена на рисунке 2.3. Из закрепочного полуавтомата 1820 класса удалили систему распределительных и передаточных валов, сообщающих движение копирному диску, механизм перемещения материала, прижимную рамку, механизм нитеотводчика и подъема лапок. Проектируемый полуавтомат содержит следующие механизмы: механизм иглы и нитепритягивателя, механизм челнока, механизм обрезки ниток и механизм перемещения материала с узлом подъема лапок.

Механизмы иглы и нитепритягивателя. Ведущим звеном (рисунок 2.3) обоих механизмов является кривошип 3, закрепленный на конце главного вала 2. С помощью винтов в кривошипе крепится ступенчатый палец 4. На внутреннюю ступень пальца одевается нитепритягиватель 10, который посредством оси соединен с коромыслом 11. Последнее одевается на ось, закрепленную в корпусе головки. На внешнюю ступень пальца 4 одевается верхняя головка шатуна 5. Нижняя головка шатуна одевается на цилиндрический отросток поводка 6, который входит в отверстие ползуна 7, расположенного в пазу направляющей. Последняя прикрепляется к корпусу рукава винтами. В отверстие поводка 6 вставлен игловодитель 8 и закреплен винтом. Игловодитель имеет две направляющих втулки. Снизу в нем имеется отверстие, в которое вставляется игла 9, зафиксированная винтом.

Механизм челнока. В машине используется центрально-шпульный колеблющийся челнок, угол качания которого составляет 208-210^o. Он получает движение с помощью шарнирно-рычажного механизма.

Механизм привода челнока включает кривошип 16 (рисунок 2.3), закрепленный на нижнем распределительном валу 15 с помощью винта. Распределительный вал получает движение от главного через зубчато-ременную передачу (1-14). В кривошипе имеется палец, фиксируемый винтом. На палец надевается шатун 17, вторая головка которого посредством шарнирной оси соединена с проушинами коромысла 18. На коромысле имеется зубчатый сектор 19, который находится в зацеплении с зубьями вала-шестерни 20 (передаточное число передачи 1:3), на котором и крепится челнок 21. Коромысло устанавливается на оси, которая крепится в корпусе головки машины.

Механизм обрезки ниток. Выполняет обрезку челночной и игольной нити в конце строчки. Концы ниток (снизу под материалом) после обрезки не превышают 6 мм. Обеспечивает необходимый остаток игольной нити в игле, достаточный для образования первого стежка.

Ведущим звеном механизма является диск 22 (рисунок 2.3), закрепленный на главном валу полуавтомата. На диске имеются два кулачка, расположенные по обеим торцевым частям диска.

Рисунок 2.1 - Вариант решения кинематической схемы механизма перемещения материала с использованием рычажных передач и сохранением рамки

Рисунок 2.2 - Вариант решения кинематической схемы механизма перемещения материала с использованием червячной передачи и сохранением рамки

В рабочем положении с кулачками контактируют ролики 23 и 25. Ролик 25 установлен на откидном рычаге 26, который с помощью шарнирной оси 28соединен с рычагом 27. Ролик 23 установлен на рычаге 24, который посредством клеммового соединения связан с осью 30. На этой же оси закреплен и рычаг 27. Ось 30 свободно располагается в отверстии корпуса рукава. Пружина 29, надетая на отросток оси 30, упирается в откидной рычаг 26. Сила пружины стремится отвести рычаг таким образом, чтобы ролик 25 не контактировал с кулачком. Для введения устройства включения в рабочее положение предусмотрена система звеньев, получающая движение от электромагнита 43 и включающая стержень 44 с концевой гайкой, двуплечий рычаг 45, установленный на шарнирном винте 46, поперечину 47, закрепленную в рычаге 45 винтом, и шпильку 48 с контргайкой. Передача движения ножу осуществляется с помощью рычага 31, закрепленного на оси 30. В отверстии рычага имеется сферический вкладыш, который охватывает сферическую цапфу болта. На него одевается головка стержня 32. Аналогичным образом соединяются нижняя головка стержня 32 с вильчатым двуплечим рычагом 34. Двуплечий рычаг 34 устанавливается на оси 33. Вертикальное плечо рычага 34 имеет паз, куда вставлен ролик 35. Последний соединен с колодкой, которая винтами прикреплена к штанге 36. Штанга установлена в направляющем пазу корпуса платформы и удерживается в нем с помощью накладок. К переднему (по отношению к оператору) концу штанги 36 прикреплен винтами кронштейн 37. Он посредством шарнирных осей и тяги 38 соединен с двуплечим рычагом 39. Шарнирный винт служит осью поворота данного рычага. Ножевое устройство присоединяется снизу к игольной пластинке. Подвижный нож 41 (лезвие 42) совместно с нитеотводной пластинкой устанавливается на шарнирном винте и фиксируется гайкой. Нож имеет отверстие, куда вставлена шпилька 40, входящая снизу в паз рычага 39. Неподвижный нож выполнен в виде узкой изогнутой пластинки. Крепится снизу к игольной пластинке с помощью винтов.

Механизм перемещения материала. Прижимная рамка 55 сообщает материалу движение в двух взаимно перпендикулярных направлениях: продольном и поперечном. Поперечное перемещение прижимной рамке 55 сообщается от шагового двигателя 49 через зубчатую пару 50-51, вал 52, коромысло 53 и каретку 54. Продольное перемещение прижимной рамке 55 сообщается от шагового двигателя 56 через зубчатую передачу (шестерню 57 - рейку 58), пластину 59, коромысло 61, тягу 62 и каретку 54. Продольное перемещение звеньев механизма поперечного перемещения возможно благодаря конструкции квадратных валов 52 и 60. Прижимное усилие рамка получает от пружины 70 через коромысло 71, закрепленное на валу 60. Подъем прижимной рамки 55 осуществляется от электромагнита 63 через двуплечее коромысло 64, тягу 65, коромысло 66, вал 67, коромысло 68, тягу 69, коромысло 71.

Рисунок 2.3 - Кинематическая схема проектируемого закрепочного полуавтомата с МПУ

2.2 Технические характеристики полуавтомата

Закрепочный полуавтомат 1820М предназначен для выполнения строчек сложной конфигурации с полем обработки 60Ч40 мм с неограниченном числом уколов. Область применения - швейная, галантерейная, трикотажная и обувная промышленность. Исполнение УХЛ, категория размещения 4 по ГОСТ 15150-69.

Частота вращения главного вала, об/мин	2000
Поле обработки, мм	60Ч40
Шаг стежка, мм	1…6
Дискрета перемещения, мм	0,1
Применяемые нитки	хлопчатобумажные в 3 и 6 сложений №30, 40, 50; армированные 36ЛХ, 44ЛХ, 44ЛХ КОС ГОСТ 6309-93 шелковые №33А ГОСТ 22665-83
Применяемые иглы	0518-02-90, 0518-02-100, 0518-02-110, 0518-02-120, 0518-02-130, 0518-02-150 ГОСТ 22249-82
Пошиваемые материалы	ткани одежные чистошерстяные, шерстяные и полушерстяные ГОСТ 2800-88; ткани хлопчатобумажные и смешанные защитные ГОСТ 11209-85; ткани хлопчатобумажные и смешанные одежные ГОСТ 21790-93; ткани сорочечные из химических нитей и смешанной пряжи ГОСТ 11518-90 полотно трикотажное ГОСТ 28554-90; ткани суконные чистошерстяные и полушерстяные ведомственного назначения ГОСТ 27542-87; полотно нетканое иглопробивное из смеси лавсанового и вискозного волокна или ткань бортовая из льнолавсановой пряжи с клеевым покрытием; кожа хромовая для верха обуви ГОСТ 939-94
Максимальная толщина сшиваемых материалов в сжатом состоянии, мм	5
Тип стежка	челночный
Высота подъема прижима, мм	10
Концы ниток после обрезки, мм, не более	6
Стойкость ножей до перезаточки, смен, не менее	50
Средняя наработка на отказ, ч, не менее	25
Электродвигатель, мощность, кВт	0,55
напряжение, В	380
частота, Гц	50
Масса, кг, не более	155
Габариты полуавтомата, мм, не более: длина	1060
ширина	685
высота (max)	1550

3. Расчетная часть

3.1 Расчет параметров схемы механизма перемещения материала

Исходными данными являются угловая дискрета вращения ротора шагового двигателя ДШИ 200-3 б=0,0314 рад и интервал дискреты линейного перемещения прижимной рамки, заданный технологическим требованиями (ГОСТ 20521-75)

Таким образом, общее передаточное число определяется

тогда

Расчет параметров схемы механизма продольных перемещений (рисунок 3.1). Для механизма продольных перемещений общее передаточное число определяется также

, тогда

Принимаем uобщ=157 рад/м, d57=12,7 мм. Или в соответствии с рядом стандартных модулей зацепления (СТ СЭВ 310-86) m=0,8 мм, d57=12,8 мм, z57=16. Тогда uобщ=156,25 рад/м, при этом ДS=0,201 мм.

Геометрия шестерни 57:

угол профиля бt=20°;

окружной шаг зубьев Pt=рm=3,14Ч0,8=2,512 мм;

толщина зуба St=0,5Pt=0,5Ч2,512=1,256 мм;

диаметр вершин зубьев da57=d57+2m=12,8+2Ч0,8=14,4 мм;

диаметр впадин зубьев df57=d57-2,5m=12,8-2,5Ч0,8=10,8 мм;

рабочая ширина венца bщ57=ШbdЧd57=0,45Ч12,8=5,76 мм (Шbd=0,3…0,6 по табл. 6.8 [20]); принимаем bщ57=6 мм.

Геометрия рейки 58:

угол профиля зуба б=20°;

шаг зуба p=рm=3,14Ч0,8=2,512 мм.

высота головки зуба ha58=m=0,8 мм;

высота ножки зуба hf58=1,25m=1,25Ч0,8=1 мм;

граничная высота зуба hl58=2m=2Ч0,8=1,6 мм;

высота зуба h58=2,25m=2,25Ч0,8=1,8 мм.

Для обеспечения перемещения в l=60 мм необходимо рабочую длину рейки сделать

.

Тогда

.

Принимаем z=24.

Тогда рабочая длина рейки станет равной lр=pz=2,512Ч24=60,3 мм. Длину рейки принимаем l58=62 мм.

Рабочая ширина венца bщ58=(8…10)m =10Ч0,8=8 мм (таблица 13, [23]);

принимаем bщ58=8 мм.

Расчет параметров схемы механизма поперечных перемещений (рисунок 3.1).

Для механизма поперечных перемещений можно подбирать различные передаточные числа зубчатых пар. Для обеспечения наименьшей погрешности линейного перемещения при передаче вращательного движения поступательному через коромысло 53 длину его выбираем следующую: l53=40 мм. Геометрия движущегося коромысла в таком случае представляет равносторонний треугольник. При этом погрешность шага составляет д=cosб, где б=0…30°. В таком случае передаточное число зубчатой передачи составит

Такое передаточное число возможно только при следующих рекомендуемых значениях чисел зубьев шестерни и колеса: z50=12, z51=75 или z50=16, z50=100. Второй вариант менее технологичен. Поэтому для обеспечения такого передаточного числа при стандартных модулях зубчатой передачи выбираем d50=15 мм, d51=93,75 мм (m=1,25 мм СТ СЭВ 310-86).

Геометрия шестерни d50:

z50=12;

d50=15 мм;

угол профиля бt=20°;

окружной шаг зубьев Pt=рm=3,14Ч1,25=3,925 мм;

толщина зуба St=0,5Pt=0,5Ч3,925=1,9625 мм;

диаметр вершин зубьев da50=d50+2m=15+2Ч1,25=17,5 мм;



Рисунок 3.1 - Кинематическая схема проектируемого закрепочного полуавтомата с МПУ

диаметр впадин зубьев df50=d50-2,5m=15-2,5Ч1,25=11,875 мм;

рабочая ширина венца bщ50=ШbdЧd50=0,4Ч15=6 мм (Шbd=0,3…0,6 по табл. 6.8 [20]); принимаем bщ50=6 мм.

Геометрия колеса d51:

z50=75;

d51=93,75 мм;

угол профиля бt=20°;

окружной шаг зубьев Pt=рm=3,14Ч1,25=3,925 мм;

толщина зуба St=0,5Pt=0,5Ч3,925=1,9625 мм;

диаметр вершин зубьев da51=d51+2m=93,75+2Ч1,25=96,25 мм;

диаметр впадин зубьев df51=d51-2,5m=93,75-2,5Ч1,25=90,625 мм;

рабочая ширина венца bщ51=(6…8)m=6Ч1,25=7,5 мм [23]; принимаем bщ51=8 мм;

диаметр ступицы dст51=(1,6…2)dв=1,75Ч8=14 мм [23];

длина ступицы Lст51=1,5dв=1,5Ч8=12 мм [23];

толщина диска k51=(0,2…0,4)bщ51=0,4Ч8=3,2 мм [23], принимаем k=3,2 мм;

размеры шпоночного паза по ГОСТ 8788-68.

3.2 Расчет приведенных моментов инерции и моментов сил сопротивления

Поскольку механизм продвижения материала заимствован с имеющейся конструкции у петельного полуавтомата с МПУ, для звеньев, геометрия которых не изменилась, значения инерционных характеристик остаются прежними. Но для расчета приведенных к ротору шагового двигателя моментов инерции звеньев механизмов необходимо определить инерционные характеристики всех движущихся звеньев. Возможности твердотельного моделирования в графическом редакторе КОМПАС-3D V7 включают сервисные функции, среди которых имеется опция расчета инерционных характеристик твердотельных моделей.

Построение упрощенных моделей звеньев 50-54, 57, 58, 60-62 позволяет вычислительными средствами графического редактора рассчитать их инерционные характеристики, значения которых сведем в таблицу 3.1.

В расчете инерционных характеристик кинематических звеньев следует учесть детали, непосредственно не участвующие в динамике механизмов, но служащие для крепления (шарниры, пластины, крепежные детали), а также количество деталей. Для уточненных инерционных характеристик кинематических звеньев составляется таблица 3.2

Приведенный к ротору шагового двигателя момент инерции всех звеньев механизма продольных перемещений определяется



где I56a - момент инерции ротора шагового двигателя.

Приведенный к ротору шагового двигателя момент инерции всех звеньев механизма поперечных перемещений определяется

Таблица 3.1 - Инерционные характеристики измененных звеньев

Звено	Модель	Материал, плотность	Геометрические и инерционные характеристики
Шестерня 50	рис. 3.2	Сталь 45 ГОСТ 1050-88 с=7820 кг/м3	m=1,19Ч10-2 кг;V=1,53Ч10-6 м3; I=4,05Ч10-7 кг/м2
Шестерня 57	рис. 3.2	Сталь 45 ГОСТ 1050-88 с=7820 кг/м3	m=1,13Ч10-2 кг;V=1,44Ч10-6 м3; I=3,5Ч10-7 кг/м2
Каретка 54	рис. 3.3	Д16 ГОСТ 4784-97 с=2780 кг/м3	m=5,58Ч10-2 кг;V=2,01Ч10-5 м3
Колесо 51	рис. 3.4	Сталь 45 ГОСТ 1050-88 с=7820 кг/м3	m=0,203 кг;V=2,60Ч10-5 м3; I=2,9Ч10-4 кг/м2
Рейка 58	рис. 3.5	Полиамид ПА6 блочный, марки Б, ТУ 6-05-988-87 с=1020 кг/м3	m=4,78Ч10-3 кг;V=4,68Ч10-6 м3
Коромысло 53	рис. 3.6	Д16 ГОСТ 4784-97 с=2780 кг/м3	m=3,11Ч10-2 кг;V=1,12Ч10-5 м3; I=8,76Ч10-6 кг/м2
Коромысло 61	рис. 3.6	Д16 ГОСТ 4784-97 с=2780 кг/м3	m=2,52Ч10-2 кг;V=9,07Ч10-6 м3; I=3,43Ч10-6 кг/м2
Тяга 62	рис. 3.7	Д16 ГОСТ 4784-97 с=2780 кг/м3	m=1,88Ч10-2 кг;V=6,76Ч10-6 м3; I=1,23Ч10-5 кг/м2
Вал квадратный 52	рис. 3.8	Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 с=7825 кг/м3	m=1,19Ч10-1 кг;V=1,51Ч10-5 м3; I=1,84Ч10-6 кг/м2
Вал квадратный 60	рис. 3.8	Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 с=7825 кг/м3	m=1,19Ч10-1 кг;V=1,51Ч10-5 м3; I=1,84Ч10-6 кг/м2

Таблица 3.2 - Инерционные характеристики кинематических звеньев

Кинематическое звено	Детали	Инерционные характеристики
Шестерня 50	шестерня (рис. 3.2); винтами в расчете пренебрегаем	m=1,19Ч10-2 кг; I=4,05Ч10-7 кг/м2
Шестерня 57	шестерня (рис. 3.2); винтами в расчете пренебрегаем	m=1,13Ч10-2 кг; I=3,5Ч10-7 кг/м2
Каретка 54	каретка (рис. 3.3) шарнирные винты; подшипники 1 000 093 ГОСТ 8338-75	m=6,84Ч10-2 кг;
Колесо 51	колесо (рис. 3.4)	m=0,203 кг; I=2,9Ч10-4 кг/м2
Рейка 58	рейка (рис. 3.5)	m=4,78Ч10-3 кг
Коромысло 53	коромысло (рис. 3.6) подшипники 1 000 093 ГОСТ 8338-75 винт В.М4-6g ГОСТ 1476-84	m=6,91Ч10-2 кг; I=1,89Ч10-5 кг/м2
Коромысло 61	коромысло (рис. 3.6) подшипники 1 000 093 ГОСТ 8338-75 винт В.М4-6g ГОСТ 1476-84	m=5,66Ч10-2 кг; I=8,24Ч10-6 кг/м2
Тяга 62	тяга (рис. 3.7) шарнирный винт; подшипники 1 000 093 ГОСТ 8338-75	m=2,32Ч10-2 кг; I=1,65Ч10-5 кг/м2
Вал 52	вал квадратный (рис. 3.8) втулка (рис. 3.9) подшипники 1 000 098 ГОСТ 8338-75	m=1,98Ч10-1 кг; I=2,61Ч10-6 кг/м2
Вал 60	вал квадратный (рис. 3.8) втулка (рис. 3.9) подшипники 1 000 098 ГОСТ 8338-75	m=1,99Ч10-1 кг; I=2,61Ч10-6 кг/м2
Пластина 59	пластина кольцо (рис. 3.10) подшипники 1 000 903 ГОСТ 8338-75	m=5,40Ч10-2 кг
Прижимная лапка 55	прижимная лапка	m=2,1Ч10-2 кг



Приведенный к ротору шагового двигателя момент сил сопротивления для механизма продольных перемещений определяется

,

где Рс - сила активного сопротивления прижима, равная сумме силы трения качения подшипников по валам квадратного вала и силы трения материала о стол полуавтомата, то есть

где G - вес движущейся системы звеньев (звенья 53, 54, 55, 57, 58, 59, 61, 62),

зобщ - общий коэффициент полезного действия опор, участвующих в динамике механизма (в каждом из коромысел по 4 подшипника, но конструкция позволяет для каждого коромысла принять з=0,99),

N - сила прижатия материала, равная 2 Н [1],

kтр - коэффициент трения материала о стол полуавтомата, kтр=0,4 [1].

Тогда



Аналогично определяется приведенный к ротору шагового двигателя момент сил сопротивления механизма поперечных перемещений.

3.3 Расчет скоростного режима

В проекте используется шаговый двигатель ДШИ 200-3, основные показатели которого приведены в таблице 3.3. Кинематические и динамические ограничения на скоростной режим обусловлены механическими характеристиками рассматриваемого типа шагового двигателя и выглядят следующим образом:

где щм, ем - соответственно угловые скорость и ускорение ротора шагового двигателя;

Мд - движущий момент ротора;

Мн - момент нагрузки.

Методика расчета сводится к оптимизации значений угловой скорости и углового ускорения, при которых время перемещения каретки за один цикл будет минимальным. Расчет момента нагрузки для различных значений углового ускорения сведем в таблицу 3.4.

Сравнение полученных значений момента нагрузки с имеющимися значениями движущего момента на графике механических характеристик двигателя (рисунок 3.11) позволяет обнаружить, что скоростной режим охватывает весь диапазон угловых ускорений для обоих механизмов, за исключением ем=20000с-2.

Для предшествующего значения ем=18000с-2 в соответствии с механическими характеристиками двигателя значения угловой скорости будут следующими (рисунок 3.11): щм=49 с-1 для механизма продольных перемещений и щм=47 с-1 для механизма поперечных перемещений.

Таблица 3.3 - Основные показатели шагового двигателя

Наименование показателя	Значения	Наименование показателя	Значения
Максимальный статический момент, НЧм	0,7	Момент инерции ротора, кгЧм2	2Ч10-5
Максимальная приемистость, Гц	920	Номинальной напряжение питания фазы, В	24
Шаг, мин	108±3,2	Амплитудное значение тока фазы, А	2

Таблица 3.4 - Расчет приведенного к валу ШЭД механизма продольного перемещения момента нагрузки

Механизм продольных перемещений
ем, с-2	2000	4000	6000	8000	10000
Мн, НЧм	0,0893	0,1541	0,2189	0,2837	0,3485
ем, с-2	12000	14000	16000	18000	20000
Мн, НЧм	0,4133	0,4781	0,5429	0,6077	0,6725
Механизм поперечных перемещений
ем, с-2	2000	4000	6000	8000	10000
Мн, НЧм	0,1021	0,1671	0,2321	0,2971	0,3621
ем, с-2	12000	14000	16000	18000	20000
Мн, НЧм	0,4271	0,4921	0,5571	0,6221	0,6871

Рисунок 3.11 - Механические характеристики шагового двигателя ДШИ 200-3

Попытки оптимизировать значения угловой скорости дают результат для длины стежка sст=3 мм

Но повышать угловую скорость при неизменном угловом ускорении не представляется возможным, поскольку тогда уменьшается значение движущего момента. В таком случае расчет возможной скорости шитья производится для значений угловых скоростей, снятых с механических характеристик двигателя.

,

где kтр - коэффициент транспортирования, kтр=0,4-0,6. Для закрепки обусловлено kтр=0,45 [16].

Значения возможной скорости шитья при различных значениях длины стежка сведены в таблицы 3.5, 3.6.

Таблица 3.5 - Значения возможной скорости шитья для механизма продольных перемещений

sст, мм	1	2	3	4	5	6
n, об/мин	4568	2967	2197	1744	1446	1235

Таблица 3.6 - Значения возможной скорости шитья для механизма продольных перемещений

sст, мм	1	2	3	4	5	6
n, об/мин	4548	2916	2145	1697	1403	1197

Полученные значения (таблицы 3.4, 3.5) показывают возможность достижения необходимой скорости шитья на проектируемом закрепочном полуавтомате.

4. Научно-исследовательская часть. Исследование показателей качества строчки

4.1 Обзор методов и средств исследования

Вид переплетения ниток в стежке характеризуется расположением (формой) скобы переплетения верхней нитки. В свою очередь, вид переплетения ниток в стежке является одним из основных факторов, влияющих на изменение крутки верхней нитки и ее обрывность. Кроме того, вид переплетения оказывает существенное влияние на качество строчки. Комплекс показателей, определяющих качество строчки, принято дифференцировать на 5 групп [46]: 1) эстетические; 2) деформационные; 3) механические; 4) эксплуатационные; 5) экономические. В первую группу входят показатели, влияющие на внешний вид шва: а) ровнота линии строчки; б) равномерность частоты строчки; в) плотность затяжки стежков; г) целостность строчки. Группа, учитывающая деформацию ниточных соединений, содержит следующие показатели: а) волнистость материала по линии шва; б) стачивание материала нитками; в) посадка нижнего слоя материала. Третья группа определяет устойчивость шва к действию различных деформаций и включает в себя показатели: а) прочность шва вдоль линии строчки; б) удлинение шва вдоль строчки; в) прочность шва поперек строчки; г) жесткость шва; д) повреждаемость (прорубка) материала. Эксплуатационные свойства ниточных соединений определяет четвертая группа, объединяющая следующие показатели: а) выносливость; б) остаточная циклическая деформация; в) устойчивость к истиранию; г) устойчивость к светопогоде; д) устойчивость к стирке; е) устойчивость к химчистке; ж) распускаемость строчки; з) осыпаемость ткани в шве. В пятую группу входят показатели, определяющие экономичность изделий: а) расход материала; б) расход ниток. Необходимо также отметить, что ниточные соединения различаются по функциональному признаку и поэтому выделяют следующие группы [47]: 1) соединительные швы, испытывающие при эксплуатации одежды воздействие значительных силовых нагрузок (плечевые, боковые швы и т.д.); 2) швы, испытывающие при эксплуатации одежды воздействие незначительных силовых нагрузок (отделочные строчки по краю воротников, клапанов, накладных карманов и т.д.); 3) декоративные строчки, не рассчитанные на восприятие внешних силовых факторов (отделочные строчки, вышивки и т.д.).

Переплетение ниток в нормальном двухниточном челночном стежке (рисунок 4.1, а) представляет собой вид веревочки, в которой верхняя нитка обводится вокруг нижней нитки по часовой стрелке. Указанная строчка считается нормальной для стачивания тканей и других материалов. Такой вид переплетения ниток в стежке отвечает технологическим требованиям (нераспускаемость, одинаковый и минимальный расход на стежок верхней и нижней ниток и др.). Такой вид переплетения создается почти всеми стачивающими машинами при рабочем направлении перемещения материала. В дальнейшем будем называть его первым, или основным видом переплетения. Стежок с нужным переплетением нитей может получаться только при соблюдении определенных условий.

При некоторых условиях может получиться второй вид переплетения ниток с левым узлом (рисунок 4.1, б), в котором петля из верхней нитки повернута по часовой стрелке, если смотреть снизу. Может получиться третий вид переплетения (рис. 4.1, в), отличающийся от основного тем, что верхняя нитка переплетается с нижней против часовой стрелки. Такое переплетение ниток мало отличается от основного, но требует применения ниток другого направления крутки. Третий вид переплетения является "обратным" первому.

На рисунке 4.1, г указан четвертый вид переплетения ниток с правым узлом, в котором петля из верхней нитки повернута против часовой стрелки. Четвертый вид переплетения является "обратным" второму. Имеет место пятый вид переплетения с двумя узлами (рисунок 4.1, д).

Наибольшее распространение имеют первые два вида переплетения, другие виды переплетения встречаются редко.

Получаемые в переплетении узлы при сшивании мягких материалов дают некрасивую строчку, имеющую форму елочки. Кроме того, расход верхней нитки на стежок увеличивается на 40% по сравнению с расходом нитки при основном виде переплетения. Такого переплетения нельзя допускать при основном направлении перемещения материала. Оно рекомендуется для закрепления шва от распускания в конце шитья (на закрепках). Кроме того, для затягивания стежка с таким переплетением требуется повышенное натяжение верхней нитки, в особенности при сшивании плотных материалов (кожи, резины и др.).

Характер переплетения ниток в челночном стежке зависит от следующих основных факторов:

а) расположения носика челнока относительно иглы;

б) направления вращения челнока;

в) расположения нижней нитки относительно иглы;

г) направления перемещения материала;

д) типа челнока.

Петля верхней нитки, обводимая челноком вокруг шпульки, имеет две ветви: короткую К и длинную Л. Расположение этих ветвей по отношению к носику челнока оказывает большое влияние на характер переплетения ниток. В швейной машине с центрально-шпульным качающимся челноком ветви петли при обводе вокруг шпульки не меняют первоначального своего положения, между тем как в швейной машине с вращающимся челноком при обводе вокруг шпульки расположение ветви неизбежно меняется и вся петля поворачивается на 180° по часовой стрелке, если смотреть на петлю снизу. Направление перемещения материала также оказывает большое влияние на характер переплетения ниток. В стачивающих машинах перемещение материала, как правило, имеет одно главное направление - от работающего, или одно единственное направление. Обратное направление перемещения материала требуется для закрепления шва закрепкой. В различных полуавтоматах (петельных, закрепочных и др.) продвижение материала производится в различных направлениях. Изменение направления перемещения материала неизбежно влечет за собой и изменение расположения нижней нитки по отношению к игле, что также оказывает свое влияние и на характер переплетения ниток в стежке. Для изучения влияния конструктивных особенностей челноков на вид переплетения ниток в стежке рассмотрим на конкретных примерах процесс образования стежков при различных направлениях перемещения материала на полуавтомате, использующем качающийся челнок. При этом нас будет интересовать расположение ветвей петли верхней нитки в период захвата ее носиком челнока, расширения и обвода вокруг шпульки с нижней ниткой, расположение и вид скобы переплетения верхней нитки при затягивании стежка.

Первый пример. Рассмотрим вид переплетения ниток, выполняемом машиной 220М класса при перемещении материала от работающего (по стрелке А на рисунке 4.2). Челнок при рабочем ходе поворачивается по часовой стрелке, его носик подходит к игле справа (если смотреть со стороны работающего на машине, рис. 4.2, а). При захвате петли носиком челнока, короткая ветвь К, располагается сзади иглы (рис. 4.2, б), а длинная Д -- впереди. При обводе петли вокруг шпульного колпачка челнок только расширяет петлю, и ветви ее располагаются так же, как при захвате петли (рис. 4.2, в). При затягивании петли в стежке получается первый вид переплетения ниток. Скоба переплетения располагается в плоскости, перпендикулярной к линии строчки и обводит нижнюю нитку по часовой стрелке (рис. 4.2, г, д).

Второй пример. Переплетение ниток в стежке при обратном направлении перемещения материала (на работающего, по стрелке Б, рис.4.3). В этом случае нижняя нитка выходит из шпульного колпачка снаружи челнока, поэтому в период захвата носиком челнока петли верхней нитки, как длинная ее ветвь Д, так и короткая К, располагаются сзади нижней нитки (рис. 4.3, а). Длинная ветвь петли Д располагается впереди носика челнока, короткая -- сзади. При обводе вокруг шпульного колпачка короткая ветвь петли К проходит сзади челнока; длинная Д -- снаружи (рис. 4.3, б). При выводе петли из челночного устройства и ее затягивании в стежке образуется левый узел (рис. 4.3, в), т. е. второй вид переплетения.

Третий пример. Рассмотрим переплетение ниток в стежке, выполняемом при перемещении материала вдоль платформы машины, т. е. влево или вправо от работающего, в направлении, перпендикулярном к плоскости вращения челнока. Характер переплетения ниток при перемещении материала влево от работающего зависит от расположения короткой ветви петли относительно иглы. В том случае, когда короткая ветвь петли К располагается сзади от иглы, как указано на рисунке 4.4, а, то в стежке получается основной вид переплетения ниток, а если короткая ветвь находится спереди от иглы, то в переплетении образуется узел (рис. 4.4, б). При перемещении материала вправо от работающего на характер переплетения ниток оказывает влияние положение нижней челночной нитки Н относительно иглы. В том случае, когда нижняя челночная нитка проходит сзади иглы (рисунок 4.4, в), в стежке получается основной вид переплетения ниток. Но если нижняя нитка Н выходит спереди иглы, то в переплетении образуется узел (рисунок 4.4, г).