Содержание к диссертации
Введение
1. Эффективность использования универсальных машин в швейном производстве 10
1.1.Разработка критериев для оценки технического уровня швейных машин... 10
1.2. Анализ состояния оборудования на современных швейных предприятиях 20
1.3 Условия сертификации универсальных швейных машин 41
2. Теоретические и экспериментальные основы совершенствования универсальных швейных машин 50
2.1. Повышение работоспособности и надежности оборудования 50
2.1.1. Анализ отказов в условиях производства 50
2.1.2. Виброакустические параметры швейных машин 61
2.1.3. Выносливость элементов швейной машины 65
2.1.4. Методика расчета усталостного разрушения деталей швейных машин .68
2.1.5. Расчет деталей швейной машины на выносливость при регулярном нагружении.. 72
2.2. Разработка .методики проектирования и расчета механизмов и узлов, обеспечивающих стабильность характеристик их работы 75
2.2.1. Механизмы верхней группы 75
2.2.2. Типовой механизм перемещения материала 83
2.2.3. Челночные устройства 96
2.3. Разработка технологий упрочнения и ремонта наиболее быстроизнашивающихся деталей 107
2.4. Выводы 109
3. Разработка практических рекомендаций для повышения уровня качества швейных изделий 112
3.1. Результаты лабораторных и производственных испытаний 112
3.2. Гармонизация разработок с типовыми технологиями .. 125
3.3. Экономическая эффективность от внедрения разработок. 127
3.4. Выводы ...130
Заключение 121
Литература 135
- Анализ состояния оборудования на современных швейных предприятиях
- Разработка .методики проектирования и расчета механизмов и узлов, обеспечивающих стабильность характеристик их работы
- Разработка технологий упрочнения и ремонта наиболее быстроизнашивающихся деталей
- Гармонизация разработок с типовыми технологиями
Введение к работе
Новые условия работы промышленности при изменении формы собственности, финансирования и кредитования предприятий, создание рыночных отношений изменили как внутреннюю структуру, так и отношения к объектам управления производства. Современный период характеризуется большим объемом импорта товаров недостаточно высокого качества, но и относительно низкой стоимости, что отрицательно сказывается на условиях работы собственного товаропроизводителя и сопровождается резким сокращением выпуска отечественной продукции. В целях более полного удовлетворения потребностей населения в качественной одежде, обуви и других изделий легкой промышленности, при реальном сокращении импорта, решениями Правительства предусмотрено увеличить прирост выпуска продукции в этой отрасли.
Одним из основных направлений решения поставленной задачи является создание высокопроизводительного и надежного оборудования. Широкое применение, например, получили высокоскоростные швейные машины, оснащаемые автоматическими остановами и механизмами обрезки нитей, что позволяет использовать их на многих операциях и с высокой степенью эффективности.
Вместе с тем, в литературных источниках [5, 10, 25, 30, 43, 66, 67, 70] указываются недостатки современного оборудования. По сложившейся практике большинство швейных машин создаются экспериментальным путем или по ранее существующим образцахМ, т. е. реально, по большей части, модернизируются, вследствие того, что методы проектирования ряда механизмов разработаны недостаточно и принципиально новых конструкторских решений внедряется немного. В связи с этим надо отметить, что, например, в таких странах, как Германия, Италия, США, Япония, т.е. в странах, являющихся законодателями данного направления машинострое- ния, где выпускаются всем известные его образцы, процесс доводки швейного оборудования продолжается на протяжении всего периода их серийного выпуска. Это и позволяет создавать, а также постоянно поддерживать на достигнутом уровне высокоэффективные виды технологического оборудования.
Известно, что отечественное швейное оборудование нередко уступает по своим характеристикам лучшим мировым образцам [4,16, 42,43, 83, 90], В этом случае одним из перспективных способов повышения надежности, долговечности и эффективности оборудования может стать создание нового оборудования и модернизация имеющегося на базе широкого банка данных по условиям функционирования узлов и механизмов.
Одной из основных задач, решаемых при проектировании, следует считать выявление необходимых условий, обеспечивающих рациональный процесс работы машины. При этом необходимо обеспечивать не только выполнение механизмами собственных функций, но и учитывать их влияние на вибрацию и шум машины, так как уровень последних часто превышает допустимый санитарными нормами. Это требует проведения комплексных исследований основных узлов и механизмов, в частности, механизмов иглы и подачи нити, от работы которых во многом зависит производительность машины и качество швейных изделий и которые являются основными источниками вибрации и шума [5, 18, 27, 32, 39].
До настоящего времени преимущественно исследования указанных механизмов [2, 4, 14, 43, 48, 51, 55, 5, 58, 59, 70, 81] проводились раздельно либо по технологическим признакам, либо по динамическим характеристикам, что не позволило получить механизмы, полностью отвечающие всем предъявленным к ним требованиям, особенно с точки зрения обеспечения задаваемого качества работы [66, 87].
Важное значение в теории и практической разработке швейных машин , которые нашли отражение в настоящей диссертации, имеют работы Е.В. Лндреенкова, Н,М. Вальщикова, Л.В. Гусарова, Б.А. Зайцева, В,Л. Иванова, А.И. Комиссарова, И.В. Лопандипа, В.П. Полухина, В.В. Сторожева, Б .С. Сункуева и др. Однако, вследствие сложности, многие вопросы данной проблемы изучены в недостаточной степени. К этому числу могут быть отнесены, например, вопросы исследования механизмов переплетения ниток, в частности, подачи нитки. Среди последних наибольшее распространение получили кривошипно - коромысловыс механизмы, а также вращающиеся нитеподатчики, отличающиеся простотой исполнения, т.к. представляют собой только одну деталь, закрепленную на главном валу. В то же время, первые из них не обеспечивают подачи нити в требуемой степени соответствующей необходимой, а при работе на высоких скоростных режимах вызывают повышенные вибрацию и шум. Вторые характеризуются менее стабильными параметрами в работе, что является определенным препятствием для применения механизмов обрезки нитей. Аналогичные заявления могут быть сделаны и в отношении всех других механизмов.
Аьплальпость работы. Конкурентоспособность швейных изделий зависит, прежде всего, от уровня их качества, который на стадии производства в значительной степени обеспечивается швейными машинами. Современные тенденции к сокращению машинного парка предприятий исключают возможность наличия в нем, как ранее, резервных машин, а также эксплуатацию даже на отдельных второстепенных операциях изношенного оборудования, не гарантирующего выпуск продукции высокого качества. В то же время на предприятиях отрасли большинство швейных машин находятся в эксплуатации не менее десятков лет, когда их эксплуатационные характеристики существенно меняются. Поэтому одной из основных задач, решаемых при проектировании, конструктивной и технологической проработке, а также ремонте швейных машин, следует считать создание необходимых технических условий, обеспечивающих стабильный во времени уровень качества обработки продукции. Решение такой задачи достигается за счет гарантированного поддержания в заданных, объективно обусловленных и научно обоснованных диапазонах, эксплуатационных параметров машины в течение всего периода ее работы.
Цель работы. На основании комплекса теоретических и экспериментальных исследований - определение и на этой основе целенаправленное создание условий для повышения технического уровня и эксплуатационных характеристик универсальных швейных машин и, как следствие, качества выполнения ими технологических операций.
Для достижения цели, поставленной в диссертационной работе, решены следующие задачи: по результатам длительных производственных наблюдений выполнен анализ условий для проведения стандартизации и сертифицирования швейных изделий, изготавливаемых на типовом предприятии, и в такой постановке сформулированы требования к оборудованию для гарантированного выпуска продукции заданного качества; в производственных условиях определены технические возможности универсальных швейных машин, находящихся в эксплуатации, по изготовлению продукции высокого качества на протяжении всего эксплуатационного периода; разработаны методы проектирования и расчета исполнительных механизмов швейных машин, обеспечивающие устойчивую стабилизацию во времени основных параметров рабочих процессов; предложены конструктивные и технологические методы повышения работоспособности машин, позволяющие гарантировать задаваемые показатели качества их работы на протяжении всего периода эксплуатации; предложены методы адаптации рабочих параметров оборудования к изменяющимся технологическим условиям; разработаны методы и алгоритмы оптимизации рабочих процессов, исследованы вопросы технологии и организации труда на данном оборудовании; разработаны условия увеличения надежности и долговечности наиболее быстроизнашивающихся деталей, а также машины в целом.
Научная новизна. Созданы и реализованы теоретические н практические предпосылки для повышения технического уровня швейных машин из условия обеспечения стабильно высокого качества их работы в течение всего эксплуатационного периода. Получены математические модели для определения оптимального кон-структорско-технологического решения основных механизмов машины.
Разработаны научные основы для формулирования технических условий по выбору технологий изготовления и ремонта, обеспечивающие повышение технического уровня швейных машин. С учетом общего метода проектирования даны методики проектирования ряда наиболее ответственных механизмов. Составлен алгоритм практического решения задачи и даны методики проектирования основных механизмов швейных машин.
Объект исследований. Универсальная швейная машина, находящаяся в эксплуатации достаточно длительный период, что обусловливает постепенное изменение ее эксплуатационных характеристик.
Методы исследовании. Статистический и квалиметрический анализ, методы статики и динамики в теории механизмов и машин, методы акустической динамики машин, теория и практика износа, расчетные методы, программирование и логическая алгоритмизация.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается одобренными научной общественностью и практикой результатами, ходом их реализации и использованием в промышленности, а также применением современной аппаратурной базы и методов исследований.
Практическая значимость. По результатам проектирования изготовлены макеты механизмов и опытные образцы, испытанные в работе по технологическим и динамическим параметрам. Внедрены технологии изготовления и упрочнения наиболее быстроизнашивающихся деталей. Переданы на предприятия методики проектирования и расчета целого ряда механизмов, способные существенно повысить технический уровень оборудования.
Апробации работы. Результаты отдельных разделов работы докладывались на научных конференциях и семинарах МТИЛП, МГАЛП, МГУДТ, МГУС, ЮРГУЭС и представлялись в виде отдельных публикаций. По теме диссертации опубликовано 9 научных статей, одна монография, 3 методики проектирования и расчета механизмов швейных машин приняты к использованию на предприятиях.
Диссертация содержит 146 страниц машинописного текста, приложения, список использованной литературы из 110 наименований, в том числе 16 иностранных источников, 28 рисунков, 17 таблиц.
Анализ состояния оборудования на современных швейных предприятиях
Существенная реструктуризация легкого машиностроения, произошедшая за последние годы, отразилась на машинном парке швейных предприятий. Во-первых, практически прекратился выпуск отечественных швейных машин, особенно универсальных, которые преимущественно изготавливались в г. Орша (Беларусь). Помимо изменения государства, этот завод резко сократил выпуск продукции, поэтому новые поступления универсальных швейных машин 1022 и 97 классов уже несколько лет отсутствуют. Указанные машины приведены в старой классификации, под которой они и проходят на действующих предприятиях, так как новый способ их обозначения (промышленный ряд) реализован на практике весьма незначительно.
Касаясь ретроспективного анализа швейного оборудования, которое в немалом количестве эксплуатируется на швейных предпри ятнях п, поэтому представляющего интерес с точки зрения современных требований, проведен обзор известных работ.
Расчетам механических систем при проектировании швейных машин посвящены, например, исследования Валыцикова Н.М. и Зайцева Б.А. [5,27,28], где значительное место отводят условиям работы механизмов иглы, подачи нитки и челночных устройств. Там же, традиционно для этих авторов, рассматриваются вопросы жесткости корпусных элементов швейных машин и вопросы их колебания в процессе работы.
Машинам челночного стежка посвящена работа [10], где автор уделяет внимание взаимодействию рабочих органов швейных машин. Здесь отводится внимание нагрузкам на нить иглы в процессе движения относительно нитенаправителей. На основании выполненных изысканий даются рекомендации по снижению нагрузок на детали механизмов и сшиваемый материал от действия двигателей ткани машин.
Применительно к швейным машинам цепного стежка решены задачи в работе Полухииа В.П. [83]. Это основы проектирования сложных механизмов с учетом их взаимодействия с нитками машины, при котором образуются разнообразные стежки цепного переплетения.
В трудах Лопандина И.В. [9, 75] приводятся данные по широкому кругу исследований, связанных с работой механизмов иглы и нитепритягивателя швейных машин. Уделяется внимание условиям работы ниток в швейных машинах и взаимодействию двигателя ткани со сшиваемым материалом.
Между тем, как уже отмечалось выше, вопросы вибраций и колебаний в технике глубоко освещены в литературе [17, 19, 23, 28, 53, 56, 96, 98, 106], существуют разработки этих проблем и в швейном оборудовании [16,27]. Очевидно, что надо искать пути повы шсния жесткости конструктивных элементов машин не только за счет увеличения их габаритных размеров, а в снижении нагрузок на детали и узлы, в использовании известных и разработке новых методов гашения периодических и случайных возмущений и силовых воздействий в механических системах оборудования. Учитывая, что функционирование оборудования, в том числе и швейного, характеризуется как рядом общих показателей, так и специфических, при проектировании его механических систем, естественно, надо опираться как на фундаментальные труды [8,12, 15, 45], так и на разработки прикладного характера [23, 32, 77, 86].
Отмечая важность узлов трения в оценке надежности швейного оборудования, необходимо подчеркнуть, что формы деталей узлов трения и виды их движений весьма разнообразны [96, 99], что сказывается на их функциональные и эксплуатационные свойства.
Проблема разгрузки механического привода швейного оборудования требует индивидуального подхода в каждом конкретном случае, так как каждый тип машин имеет и разную структуру механических систем, и различный характер нагружения звеньев.
Режим пуска-останова машин требует также жестких условий работы тормозных и стопорных устройств. Так, во многих швейных полуавтоматах процесс останова происходит за один оборот главного вала, что значительно нагружает его и механизм останова. Это положение лимитирует их скоростной режим и производительность. Возможность приспособить механическую часть привода данных полуавтоматов к условиям функционирования может заключаться в применении инерционных накопителей энергии, которые способны обеспечить плавный ход переходных этапов работы машин.
Характерной конструктивной особенностью швейных машин неавтоматического действия является наличие различных по массе и форме маховиков, которые обеспечивают необходимую равномер ность хода исполнительных механизмов. На машинах по обработке толстых и плотных тканей устанавливают маховики большей массы, чем на скоростных по обработке тонких материалов. Однако есть ряд машин, относящихся к разряду универсальных, которые предназначены для обработки различных материалов. Для обеспечения стабильности рабочего процесса этих машин, они должны иметь регулируемый по инерционному моменту маховик [16]. За счет этого можно не только совершенствовать отдельные механические системы, но и рабочие процессы в целом.
При этом надо отметить их высокую мобильность, так как сменяемость швейного ассортимента весьма высока. Причем даже на одних и тех же моделях могут использоваться разные ткани и фурнитура, не говоря уже о размерном ряде, который очень широк для большинства номенклатуры изделий. Адаптивные свойства оборудования в этом случае будут направлены на приспосабливание рабочего процесса к меняющимся условиям производства. Для небольших предприятий и цехов такое состояние практически задано на протяжении всего периода их деятельности. Это оборудование, более высокого технического уровня, обладает, кроме того, и способностью стабилизировать производственный процесс, улучшить его показатели. Следует отметить, что на уровне качества оборудования существенно сказывается качество технической документации, которая должна вестись по всем нормам и правилам ЕСТД.
Разработка .методики проектирования и расчета механизмов и узлов, обеспечивающих стабильность характеристик их работы
Поиски вариантов для конструктивного совершенствования швейных машин особенно активно велись в период с начала 60-х годов, когда перед разработчиками оборудования ставилась задача резкого повышения его производительности. Наиболее эффективным способом се решения был выбран тот, который связан с увеличением скоростных режимов работы машин. Это потребовало исследований динамических свойств швейных машин, работающих в более сложных динамических условиях [16,24,57, 59, 65]. При этом принимались во внимание работы, связанные с аналогичными исследованиями подобных механизмов [2, 5, 9, 17, 19, 74, 89, 95, 96].
Как положительный интегральный результат всех этих работ, выглядит их практическая реализация при разработке машины 1022 класса, когда скорость рабочего вала увеличена более чем на 30% [39]. Жизненный цикл машины длится уже более 30 лет за счет удачно выбранных проектных конструктивных и технологических решений. Показано, что удается примерно в 2 раза снизить амплитуду колебаний рукава машины по сравнению с использованием заводского противовеса. Показано, что, применяя дополнительно противовес на коромысле, можно снизить на 15-20% амплитуду изгиб-ных колебаний рукава машины в вертикальном направлении.
С целью создания динамически благоприятных условий работы предложена методика расчета противовесов на кривошипе и коромысле механизмов с учетом обеспечения уменьшения деформации станины. Методика изложена для шестизвешюго механизма, но может использоваться и для кривошипно-коромыслового механизма при отсоединении ведомой диады.
За счет простых экспериментальных исследований можно показать вероятность снижения вибраций и шума за счет оптимального взаимного расположения механизмов.
Методика снижения возбуждающих сил от основных механизмов швейной машины. Рассмотрим одну из наиболее распространенных машин -машину 1022 класса. При этом с помощью силового анализа легко определить максимальные значения вертикальных давлений. При известных массах шатунов механизма иглы и механизма подачи нитки опорные реакции в вертикальном направлении за один оборот главного вала изменяются от +144Н до -100Н, а горизонтальные - от -23Н до 38 Н (рис. 2.4.).
Как показывают расчеты и построенные на их основании графики основным возбудителем вертикальных давлений является механизм иглы, а горизонтальных - механизм подачи нити. Анализ полученных значений показывает, что наибольшие давления от механизма иглы возбуждаются в точках 0, 1, 4, 8, 11. В то же время, давления от механизмов подачи нити в этих точках (0, 1, 8), совпадают с ними по направлению. Таким образом, максимальные суммарные давления в вертикальной плоскости при одновременном действии двух механизмов увеличиваются более чем на 15%, что соответственно сказывается на предельных динамических нагрузках, действующих на рукав машины. Т.е. взаимное расположение данных механизмов выбрано нерационально, в результате чего возбуждающие силы суммируются при экстремальных значениях (рис.2.4.). Это приводит к резкому возрастанию предельных давлений на корпус машины, что, безусловно, снижает динамические характеристики при ее работе. Следствием такого положения являются повышенные вибрации рукава машины и шум, уровень которого превышает допустимые значения.
Задача заключается в том, чтобы наибольшие результирующие возбуждающие силырис.(2.7.) сделать внутренними за счет их соответствующей взаимной ориентации. Решение приводим по изложенной ранее методике, используя положения работ [8,40, 42]:
Эти значения могут быть использованы при конструктивной проработке механизмов швейной машины. Ожидаемый эффект при выборе указанных значений может быть соизмерим с тем, что ранее назывался авторами [33, 38, 59]. Указывать на точные значения результатов, ожидаемых на практике, было бы некорректно, так как на условия работы машины очень сильное влияние оказывают многие технологические и эксплуатационные факторы [9, 25, 33, 37, 40, 48, 52, 64, 77, 78]. Поэтому решение только одного вопроса в этой системе действующих возбудителей вибраций и шума дает основание лишь для ожидания возможного эффекта, вероятность появления которого инициируется при одновременно благоприятном воздействии и всех других факторов.
В работах [22, 30, 39,40] рассматриваются различные варианты динамического уравновешивания кривошипио-ползунного меха низма иглы и кривошипно-коромыслового механизма подачи нитки. Расчетные схемы могут быть реализованы обычными расчетными методами, которые приводятся, например, в работах [4,5].
Кроме этого, значительный интерес при изучении динамики работы швейной машины представляет разработка вариантов регулирования подачи нитки (Рис. 2.6.). Необходимость такой регулировки обусловлена применением разных ниток, существенно различающихся своими физико-механическими свойствами. В противном случае прогнозировать конечный результат с точки зрения вероятности уменьшения виброакустического поля не представляется возможным, так как действие совокупности всех факторов весьма сильно взаимоувязано.
С целью выбора рациональных вариантов регулирования подачи нитки при изменении технологических параметров строчки: длины стежка, толщины сшиваемых материалов, физико-механических свойств нитей, проведен анализ результатов расчетов. Предварительно выбирались основные положения, которые необходимо обеспечивать при регулировании: регулировка не должна быть сложной, поэтому менять одновременно можно не более одного параметра механизма; регулирование должно обеспечивать диаграммы подачи нитки, соответствующие экстремальным технологическим условиям и одному или нескольким промежуточным.
Разработка технологий упрочнения и ремонта наиболее быстроизнашивающихся деталей
Создание технологических предпосылок для проведения сертификации швейного оборудования обеспечивается, прежде всего, ликвидированием наиболее слабых мест в каждой машине. В частности, к ним относятся быстроизнашивающиеся детали, которые и понижают потолок надежности всей машины в целом. Поэтому проблема увеличения их надежности и работоспособности (наряду с долговечностью) может быть решена целенаправленным применением современных технологий, эффективно повышающих указанные характеристики. Влияние правильно выбранных материалов для каждой машины показано в работе [38]. В прежние годы плановая экономика накладывала ограничения на свободный подбор конструкционных материалов для швейных машин, так как все сплавы регламентировались по объемам поставки. Поэтому технические решения часто были сориентированы только на узкий перечень конструкционных материалов.
Таким же недостатком было использование ограниченных технологий. Поэтому введение закалки быстроизнашивающихся деталей с помощью лазера или путем нанесения ионноплазменного покрытия привело к существенному увеличению поверхностной твердости и,как следствие, износостойкости.
Производственные наблюдения за работой швейных машин и результаты статистических материалов, полученных по различным швейным предприятиям, позволили сделать ряд заключений.
Если говорить об отказах пружины - компенсатора, то можно декларировать следующие возможности.
Во - первых, стоимость данной детали невелика, а замена требует незначительного времени (по результатам хронометража около 2-х минут), поэтому невысокая надёжность этой детали не вносит каких - либо экономических последствий. Во - вторых, относя данную деталь к типовым пружинным деталям, можно рассмотреть её с точки зрения соблюдения режимов технологии изготовления. Выбор материала для таких деталей регламентируются соответствующим назначением т.е. сталями У8 и 65Г. Максимальный эффект, с точки зрения формирования эксплуатационных свойств, достигается путём строгого соблюдения условий термообработки, которые заключаются в закалке и последующем среднетемпературном отпуске.
Как показали наблюдения за соблюдением режимов термообработки, их выполнение определенно неконтролируемо. Так как деталь - пружина - имеет малые размеры - проволока малого сечения, её нагрев и охлаждение в процессе термической обработки происходят чрезвычайно быстро. Поэтому даже малые отклонения в условиях нагрева под закалку или отпуск, и тем более - охлаждения с заданной скоростью, могут вызвать отклонения в бездиффузионных мартенситных и диффузионных аустенитных превращениях. Эти изменения способны инициировать другие запрограммированные самой технологией превращения в поверхностных или глубинных слоях материала. Образование мелкоигольчатого мартенсита или остаточного аутенита протекает весьма неравномерно, что обусловлено разными условиями охлаждения проволоки. Поэтому поверхностные слои металла имеют дендритную структуру, где оси 1-ого рода ориентированы в направлении отвода тепла, а для сердцевины более характерна беспорядочная структура, где мартенсит располагается вместе с бейнитом. И наличие мартенсита вызывает охруп-чивание материалов, которые имеют негативные последствия, вызывая поломку пружины в процессе эксплуатации. Особенно важно это потому, что поломка происходит в начальный период эксплуатации детали, сокращая до минимума его ресурс. Шероховатость поверхности трения при износе элементов челнока меняется незначительно (рис. 2.16.)
Износ челнока происходит более плавно, обычно на протяжении нескольких месяцев. Как правило, потеря работоспособности связана с изнашиванием пояска, работающего в условиях сухого трения. Подвод смазки к этим участкам недопустим, так как может вызвать смачивание игольной нитки в период обвода петли. Такое положение является совершенно недопустимым, так как заведомо переводит изделие в разряд брака. Однако работа в условиях сухого трения существенно снижает ресурс деталей. Причем процесс изнашивания заметно интенсифицируется вследствие ударных процессов, сопровождающих обвод петли. Поэтому повышение износостойкости следует искать в увеличении твердости поверхностей трения, которое может достигаться известными методами. 1. Разработанные методы проектирования рассматриваемых механизмов швейных машин обеспечивают в достаточной степени возможность улучшения их технологических свойств. На основании проведенного анализа решена задача рационального регулирования подачи нитки, обусловленной технологическими параметрами строчки. При этом, наиболее эффективными являются регулировки за счет изменения длин кривошипа или коромысла. 2. Дано обоснование необходимости проектирования механизмов иглы и подачи нитки с учетом их влияния на вибрацию и шум швейной машины. Установлено, что в машинах 1022, 91 классов механизм подачи нитки увеличивает общий уровень шума на 4-6 дБ, а ускорения вибраций до 10 дБ, что свидетельствует о несовершенстве данных конструкций. 3. Разработана методика определения оптимального взаимного расположения механизмов швейной машины с целью снижения суммарных возбуждающих сил. Показано, что за счет изменения взаимного расположения механизмов в машинах 1022 и 97 классов наибольшие суммарные давления на корпус от механизмов иглы и подачи нитки могут быть снижены до 40% по сравнению с существующими конструкциями и на 15-20% по сравнению с давлениями, создаваемыми одним механизмом иглы. 4. Экспериментальные исследования механизмов, проектируемых с учетом условий оптимального взаимного расположения, показали, что, например, кривошипно-коромысловый механизм подачи нитки изготавливаемый с учетом всех рекомендаций, излагаемых в работе, не увеличивает общего уровня шума и вибраций швейной машины. Аналогичные результаты достигаются и для других основных механизмов универсальной машины. 5. Установлена зависимость уровней вибраций и шума швейной машины от степени уравновешенности механизмов иглы и подачи нити. Уровень шума машин 1022 и 97 классов может быть снижен на 2-3 дБ при использовании противовесов механизмов иглы и подачи нитки, рассчитанных точными методами и изготовленных с применением соответствующих технологий.
Гармонизация разработок с типовыми технологиями
Как показал анализ работ (глава 1), швейные машины явились весьма вспаханным пластом по динамическим свойствам и характеристикам. Однако на практике удалось реализовать лишь незначительную часть полученных рекомендаций. Это объясняется рядом обстоятельств, среди которых вопросы технологии изготовления швейных машин безусловно имеют приоритетную значимость.
Параметры колебательного процесса машины по ранее изложенной методике замерялись электротензометрическими и как известно, при изготовлении машин на стадии разработки технологии поочередно решаются такие вопросы, как выбор материала для каждой из деталей, способ получения заготовки и последующей обработки.
Использование симметричных уравновешивающих механизмов (рис.2.9.) не дает практического эффекта, так как усложняет конструкцию механизмов верхней группы (рукава) швейной машины. Мировой опыт показал, что наибольший эффект способны дать только тс модернизации, которые связаны с уменьшением количества конструктивных элементов. Поэтому следует ограничиться в направлении поиска таких вариантов, которые в целом упрощают конструкцию швейной машины. Поэтому проведем поиск тех разработок, которые связаны с уменьшением числа конструктивных элементов и сопрягаемых деталей. Возможность уменьшения длины кинетической цепи позволяет, в свою очередь, снизить число кинематических пар, шарниров, являющихся основными источниками вибраций и шума. Замена подшипников скольжения подшипниками качения с точки зрения уменьшения сил трения является положительным фактом, однако обусловливает и рост высокочастотных гармоник в акустическом поле машины. Поэтому необходимо тщательно прорабатывать вопросы смазки, назначения допусков (т.е. возможных зазоров) и т.п.
Считая механизмы швейных машин само нагружающимися, важно обеспечить уменьшение масс подвижных деталей, которые создают инерционные нагрузки. Здесь можно остановиться на выборе конструкционных материалов, имеющих невысокую плотность, что обеспечивает снижение общего веса деталей.
Например, для широко распространенной машины 1022 класса инерционная нагруженность исследовалась при стальных и магниевых (облегченных) деталях механизмов иглы и подачи нитки. Соответственно весу каждой детали выбирались противовесы на кривошипе механизма, которые способны произвести полное статическое уравновешивание. Облегченные детали имели следующие массы: шатун механизма игловодителя вместе со втулкой составил 7 г, шатун механизма подачи нитки оснащенный подшипником качения имеет массу 9г, таким образом, весь механизм в сборе имеет массу 49 г. Для сравнения отметим, что аналогичный механизм со стальными деталями, который установлен на серийной машине, имеет массу 74 г.
Измерение проводников пьезоэлектрическими методами. Пьезоэлектрические датчики ускорений устанавливались в ранее оговоренных точках 1-5 (рнс.2.2.). Как предварительно установлено, точки 1 и 2 являются наиболее характерными для регистрации горизонтальных составляющих ускорений вибраций рукава, а точки 3 и 4 - для вертикальных составляющих, точка 5 достаточно информативно характеризует вибрационную нагруженность платформы машины, что имеет прямой отклик в динамической картине вибронаг-ружения при работе машины.
Результаты экспериментальных исследования, при скорости ведущего вала машины со = 415 рад/сек, сведены в таблице 3.2.,
Расчёт экономической эффективности является при решении поставленной задачи весьма сложным, так как проявляется не только в виде полученной прибыли, обусловленной, например, ростом производительности или качества продукции. Здесь эффект создаётся по ряду косвенных признаков, которые инициируются на протяжении всего технологического цикла. В первую очередь, гарантиро ванный выпуск продукции высокого качества повышает конкурентоспособность, что в условиях рынка в ранге приоритетов занимает одно из основных мест. Здесь возникают такие задачи, как повышение оборачиваемости средств, формирование торговой марки, это предполагает назначение и более высоких цен на продукцию таких предприятий. Поэтому упрощённый расчёт экономического эффекта, построенный на чисто механическом складывании затрат в определении себестоимости изделия в данном случае оказывается совершенно неправомерным. Поэтому руководствуясь необходимостью сертификации систем качества, следует иметь в виду, что эта процедура требует весьма длительного времени и достаточно больших затрат. Как известно, сертификация производств обуславливает миним&іьньїй набор технических требований и средств, определяющих в свою очередь
