CC BY
10
2. Павлов, Г. Г. Аэродинамические процессы безверетенного способа прядения / Г. Г. Павлов . - Москва : «Легкая индустрия», 1981.
3. Альтшуль, А. Д. Гидравлика и аэродинамика / А. Д. Альтшуль, П. Г. Киселев . - Москва : 1965.
SUMMARY
The technology of manufacturing cotton/polyester core yarns at modernized open end spinning frame is developed. The character of air flow in feeding tube in dependence of technological parameters - rotational speed of spinning rotors and diameter of feeding tube - is defined. The minimal diameter of feeding tube, which allows stably working of modernized spinning frame, has been found.
УДК 687.02:687.053.173
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ШВЕЙНЫХ НИТОК
С.Ю. Краснер, Б.С. Сункуев, А.В. Радкевич
Исследованию процессов резания материалов легкой промышленности посвящены работы [1-4]. В этих работах рассмотрено резание тканей, трикотажа, кожи, пряжи.
В настоящей работе представлены результаты исследований процесса резания швейных ниток, имеющего место в швейных машинах и полуавтоматах.
Рассмотрим процесс резания швейных ниток в механизмах цикловой обрезки, в которых процесс обрезки совмещен с циклом образования челночного стежка [5].
Особенностью процесса резания является то, что разрезаемая нитка с некоторым натяжением охватывает лезвие подвижного ножа (рис. 1).
Сечение лезвий подвижного и неподвижного ножей представлены на рис.1 в виде двух граней, сопрягаемых по радиусу r. Исследования показали, что радиус сопряжения составляет 0,02...0,03 мм.
Фаза резания нитки (рис. 1б) начинается с момента касания нитки лезвием неподвижного ножа (рис. 1а) и заканчивается разделением нитки на две ветви (рис. 1в).
Рисунок 1
Определим силу Ы, действующую на подвижный нож со стороны нитки. Выберем
неподвижную систему координат с началом в центре 0 скругления граней лезвия неподвижного ножа (рис. 2). При рассмотрении данного процесса фактор скорости не будет учитываться [6].
Зона деформации нитки ножами находится между сечениями нитки
О ш ш3
вертикальными плоскостями, проведенными через 1 под углами и Г3 к оси
01, параллельной оси 0х .
Разделим эту зону на две части: первая часть зоны находится между сечениями
нитки вертикальными плоскостями, проведенными под углами ш и ш к оси 0 (см. рис. 2), в этой части деформация нитки производится скругленными лезвиями ножей.
Вторая часть зоны находится между сечениями нитки вертикальными
плоскостями, проведенными под углами Ш2 и Шз к оси 011, в этой части деформация нитки производится скругленными лезвиями подвижного ножа и плоской гранью неподвижного ножа.
Рассмотрим элементарную силу йЫ, действующую на площадку, ограниченную
ш (ш + йш) 0,1 сечениями, проведенными под углами и к оси 1 :
йЫ = а- гйш • 5
(1)
где : а - напряжение на площадке, 5 - ширина площадки, гйш - длина площадки.
Из (1) определяется модуль силы йЫ . Для определения направления марно Тогда:
суммарной силы dN разложим её на проекции по осям x и y :
dNx = a • rdw • S • cos w
x (2)
dNy = a • rdw • S • sin w
y (3)
Величина о может быть определена экспериментально. В результате проведенных исследований определены зависимости силы N, действующей на нож (рис. 3), от относительной деформации s вышивальной нитки Sulky 40 фирмы Gunold (14,5текс • 2) [7, 8] :
где
P = k1s, если 0 <s< 0,7, P = k2s + h, если 0,7 < s < 1,
K1 = 0,714 Н; K2 = 6,67 Н; h = 4,67 Н. s = —;
d
(4)
Рисунок 2
Рисунок 3
Напряжение в нитке определяется из формулы (рис. 3):
Р
а
S • Ь
где Ь - ширина режущей кромки ножа, Ь = 0,1 мм; в - ширина реза нитки. Подставив в (5) выражение (4), получим
к1£
а =
5 • Ь к, е + к
а
5 • Ь
если 0 <е< 0,7, если 0,7 < е < 1.
(5)
(6)
С учетом (6) формулы (2) и (3) примут вид:
k r
dNx = —Ecosydy, если 0 <e < 0,7, x b
dNx = -1-e cos fdf + — cosydy, если 0,7 < e < 1, x b b
k r
dN Esinfdf, если 0 <e< 0,7, y b
dNx = —- e sin fdf + — sin fdf, если 0,7 < e < 1.
b b
(8)
Определим величину относительной деформации а1 на первом участке, ограниченном углами щ и щ2 (см. рис. 2):
, ML
e =1 "Г
(9)
где
ML = O1M - r , O1M = Vl2 + r2 - 2lr cos(y0 -y) , l = ОО1 = y¡x2 + y£ ,
x0i = 2r; y oi = До - a ; Уо =4d2+4rd ; y = arctg
' У01 ^
V x01 у
; a - перемещение ножа из
начального положения (см. рис. 1а). С учетом приведенных равенств имеем:
e = 1-
l2 + r2 - 2lr cos(y0 -y)
(10)
Обозначим: 1-
= D.
l2 + r2
r 2lr _ = F;— = G, тогда:
d d2 d2
e1 = D -yjF - G cos(y0 - y). Подставив (11) в (7) и (8), получим:
k • r i-
dNx = b • (D -tJF - G • cos(y0 - y)) • cosy- dy, если 0 <e< 0,7,
k r i--hr
dNx =^—(D-JF-G• cos(y0 - y)) • cosy-dy +--cosydy, если 0,7 < e < 1,
b b
k • r i-
dNy = 'b • (D -y]F - G • cos(y0 - y)) • sin y • dy, если 0 < e < 0,7,
k r i- . hr
dNy = —^(D -sjF - G • cos(y0 - y)) • sin y • dy +--sin ydy, если 0,7 < e < 1.
(11)
(12)
(13)
Прямое интегрирование функций (12) и (13) невозможно по причине наличия двух выражений dN1x, dN1y, соответствующих двум областям значений а1. Поэтому
для определения суммарных сил Ы1х, Nу воспользуемся методом численного интегрирования.
При численном интегрировании (12), (13) угол у изменяется в пределах [у,у2]
У
У0
с шагом Ay; y1 = arctg - arcsin—;y2 = arctg ^^ .(см. рис. 2).
ХГ\
l
Теперь определим суммарные силы Ы2х и И2, действующие на подвижный нож на второй части зоны деформации, ограниченной углами у2 и у3 (см. рис. 2). Определим величину а на этом участке:
NP ~d
где
NP = O1N - r =
r
r;
cosy
С учетом последнего получим: s2 = 1 + r-—¡-^— ■ Обозначим 1+r = R;r = T ,
d d cosy
тогда :
^2 = R -
T
cosy ■
Подставив (15) в (7) и (8), получим:
(15)
dN2, = Ь b
i
T
\
R -v cosy)
cos ydy, если 0 <s < 0,7,
dNx = k-b-b
r T Л hr
cosydy +--cosydy, если 0,7 <s< 1,
b
R -v cosy)
(16)
dN2 y = kr
2y b
dN2 y =
2y b
r
R -
T
\
cosy у
T Л
R--—
v cosy)
sinydy, если 0 < s < 0,7,
hr
sinydy +--sinydy, если 0,7 <s< 1.
b
(17)
Интегрирование уравнений (16), (17) по причине, изложенной ранее, будем проводить численным методом.
При численном интегрировании угол у изменяется в пределах [2,у3 ]с шагом
А у, где
y = arccos(1 + d).
r
Составлен алгоритм численного интегрирования уравнений (12), (13), (16),(17) и определены Nx, Ny для нитки Sulky 40 фирмы Gunold при d = 0,18 мм;
r = 0,02мм; Лу = 0,017452 рад. Графики изменения Nx, Ny от перемещения a, представлены на рис. 4.
Рисунок 4
В реальных условиях резания деформация нитки до момента начала резания составляет 0,8-0,85 от ее начального диаметра [9], для учета этого фактора необходимо введение коэффициента т = 1,15 -1,2 .
Полученное суммарное усилие увеличиться пропорционально т.
ВЫВОДЫ
Получены уравнения для определения сил, действующих на подвижный нож при резании ниток. В последующем с учетом действующих сил могут быть определены меры, предотвращающие деформацию неподвижного ножа, ведущую к нарушению процесса резания.
Список использованных источников
1. К вопросу проектирования ножниц для резания нити / В. А. Козлов // Известия вузов. «Технология текстильной промышленности». - 1974. - №5. -С.122-125.
2. Экспериментальные исследования процесса резания ниток лезвием ножа / В. А. Козлов, Г. Б. Молчанова // Известия вузов. «Технология легкой промышленности». - 1974. - №4. - С.145-148.
3. Экспериментальное исследование усилия при резании ножницами свободно висящей пряжи / В. А. Козлов // Известия вузов. «Технология легкой промышленности». - 1974. - № 5. - С.131-134.
4. Технология и моделирование процессов резания в швейном и обувном производстве : монография / В. Ф. Абрамов [и др. ] . - Москва : Московский государственный университет дизайна и технологии, 2003. - 384 с.
5. Швейные машины 31-го ряда: методические указания для студентов специальности Т.05.05.01 «Машины и аппараты легкой промышленности» и Т.17.03.01 «Технология швейных изделий» / УО «ВГТУ» ; сост. Козлов, А.З. -Витебск, 1997. - 41 с.
6. Исследование процесса резания швейной нитки / С. Ю. Краснер // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК - 2009): сборник материалов межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов. Часть 1 / ИГТА. - Иваново, 2009. - С. 313 - 314
7. Тихомиров, В. Б. Планирование и анализ эксперимента (при проведении исследований в легкой и текстильной промышленности) / В. Б. Тихомиров. -Москва : «Легкая индустрия», 1974. - 264 с.
8. Севостьянов, А. Г. Методы и средства исследования технологических процессов текстильной промышленности : учеб. для вузов текст. пром-ти / А. Г. Севостьянов. - Москва : Легкая индустрия, 1980. - 392 с.
9. Капустин, П. П. Резание и режущий инструмент в кожевенно-обувном производстве / П. П. Капустин. - Москва : Гизлегпром, 1950 - С. 92 - 109.
SUMMARY
The cutting-off process of sewing threads by the cyclic cutting-off mechanism is examined in the article. The equations for determination of forces acting on the moving blade of the cutting-off mechanism by cutting-off of the threads are obtained.
УДК 687.053 1 /.5
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОБРЕЗКИ ШВЕЙНЫХ НИТОК
С.Ю. Краснер, А.В. Радкевич, Б.С. Сункуев
Резание нитки в автоматизированных швейных машинах является необходимой составной частью технологического процесса. Механизмы обрезки включаются в цикл работы машины и их несрабатывание приводит к нарушению технологического процесса, снижению качества изделия, понижению производительности труда. Как показывает анализ существующих конструкций механизмов обрезки игольной и челночной нитки на швейных машинах в качестве инструментов используются лезвия с клиновой заточкой, работающие по принципу ножниц. Изучение литературы, посвященной резанию, показало, что процесс резания нитки лезвием недостаточно исследован, а проектированию механизмов обрезки ниток не уделялось должного внимания [1,2,3,4,5].
На качественную работу механизма обрезки ниток влияет достаточно большое число факторов. Основные из них: материал, из которого изготовлена нитка, линейная плотность нитки, натяжение ее в момент обрезки, количество перерезаемых ниток, геометрия инструмента механизма обрезки, материал ножей, термообработка ножей, чистота обработки лезвий, скорость смыкания ножей , сила прижатия ножей друг к другу.
Десятифакторный эксперимент достаточно сложен, поэтому на начальном этапе проведено ранжирование факторов с целью упрощения эксперимента.
Исходя из того, что конструкция лезвий ножей, материал и термообработка на сегодняшний день достаточно хорошо известна и у разных производителей мало чем отличаются друг от друга, решено эти параметры принять постоянными, а переменными принять факторы, относящиеся к свойствам ниток и параметры процесса обрезки ниток (сила прижатия ножей друг к другу, скорость смыкания ножей ,сила натяжения швейной нитки).
Для определения влияния факторов на процесс обрезки, изготовлен и смонтирован экспериментальный комплекс, включающий в себя экспериментальную установку, тензоусилитель и самописец.
Режущий инструмент в данной установке изготовлен из стали ХВГ и его геометрические параметры приняты постоянными [2].
Исследуемая величина - вероятность обрезки (Р).
ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Установка представляет собой плиту 1, на которой расположен неподвижный нож 2 и подвижный нож 3. Подвижный и неподвижный нож соединены винтом 4. На ножи наклеены тензодатчики. Движение подвижный нож получает от пружины 7 и жесткой вставки 8. Разведение ножей осуществляется вручную тягой 9. Спусковой механизм представляет собой рычаг 11 и кронштейн 10.
