CC BY
53
УДК 687.053
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОДАЧИ И ПОТРЕБЛЕНИЯ НИТКИ В ШВЕЙНОЙ МАШИНЕ
Ермаков Александр Станиславович, кандидат технических наук, доцент,
Yermakov a@yahoo.com, Лабзина Татьяна Анатольевна, доцент, agasha2008@ya.ru, ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», г. Москва
Modeling of process of supply and consumption of a thread in the sewing-machine allows establishing by a settlement way the length of threads on each elementary site of its refueling taking into account its deformation. The thread tension on a line of its refueling is established on the model. The authors presented the algorithm of carrying out of calculation of diagrams of supply and consumption of a thread in the sewing-machine taking into account kinematic parameters of mechanisms of the car, application design thread guide and tools, physical and mechanical properties of the material and thread, the influences on a thread.
Моделирование процесса подачи и потребления нитки в швейной машине позволяет установить расчетным путем длины ниток на каждом элементарном участке ее заправки с учетом ее деформации. Устанавливается по модели натяжение нитки по трассе ее заправки. Представлен алгоритм проведения расчета диаграмм подачи и потребления нитки в швейной машине с учетом кинематических параметров механизмов машины, конструктивного исполнения нитенаправителей и рабочих инструментов, физико-механических свойств материала и ниток, действия на нитку сил и др.
Keywords: Modeling the processes of quilting, supply and consumption of thread, the model of stress-strain
Ключевые слова: методы моделирования процессов образования стежка, подача и потребления ниток, модели напряжения-деформация
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ МАШИННОГО СТЕЖКА НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ПОЛНЫМ БЕЗ АНАЛИЗА НАТЯЖЕНИЯ НИТИ. ОДНАКО ИЗ-ЗА СЛОЖНОСТИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СВОЙСТВ НИТИ И МОДЕЛИ ЕЕ ПОВЕДЕНИЯ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СТЕЖКА ДО НАСТОЯЩЕГО ВРЕМЕНИ ПОДОБНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОХВАТЫВАЛИ ЛИШЬ ОТДЕЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ ПРОЦЕССА. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ ПОВЕДЕНИЯ НИТИ
ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ЦЕПНЫХ СТЕЖКОВ БЫЛО ЗНАЧИТЕЛЬНО УПРОЩЕНО, А ПОЛУЧАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ТРЕБОВАЛИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ АПРОБАЦИИ. В СТАТЬЕ ПРЕДЛАГАЕТСЯ МОДЕЛЬ, ОПИСЫВАЮЩАЯ ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ СТЕЖКА С УЧЕТОМ НЕ ТОЛЬКО КИНЕМАТИКИ РАБОТЫ МЕХАНИЗМОВ И УСТРОЙСТВ, ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ С НИТКОЙ, НО ТАКЖЕ С УЧЕТОМ ВНЕШНИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА НИТКУ И ЕЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.
ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ МАШИННОГО СТЕЖКА, ОЧЕРЕДНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ЭТАПОВ ИЗМЕНЕНИЯ ТРАССЫ ПРОХОЖДЕНИЯ НИТИ (КОЛИЧЕСТВА ИЗГИБОВ НИТИ, НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ СИЛ И Т.П.), УСТАНАВЛИВАЕТСЯ ЧЕРЕЗ ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ МОДЕЛЬ Фк, ИЗМЕНЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРАССЫ ПРОХОЖДЕНИЯ НИТКИ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ СТЕЖКА. В УКАЗАННОЙ МОДЕЛИ В КАЧЕСТВЕ НЕЗАВИСИМОЙ ПЕРЕМЕННОЙ ВЫСТУПАЕТ УГОЛ р ПОВОРОТА ГЛАВНОГО ВАЛА МАШИНЫ, А ПАРАМЕТРАМИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИМИ НАЧАЛА И ОКОНЧАНИЕ ФРАГМЕНТОВ (ЭТАПОВ ) М ФОРМИРОВАНИЯ СТЕЖКА -ЗНАЧЕНИЯ УГЛОВ ПОВОРОТА ГЛАВНОГО ВАЛА, ХАРАКТЕРИЗИРУЮЩИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ А СОСТАВА /-ГО КОЛИЧЕСТВА УЧАСТКОВ ЗАПРАВКИ НИТКИ В МАШИНЕ, ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТЕЙ НИТЕНАПРАВИТЕЛЕЙ, РАБОЧИХ ИНСТРУМЕНТОВ, ОБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ [1], НИТЕЙ ИЛИ УЧАСТКОВ СВОЕЙ НИТИ, С КОТОРЫМИ ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ НИТЬ. ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ МОДЕЛЬ Фк СОСТАВЛЯЕТСЯ НА КОНКРЕТНЫЙ ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ СТЕЖКА И УЧИТЫВАЕТ ВСЕ ЭТАПЫ ( т = 1- к ) ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ТИПА СТЕЖКА НА СООТВЕТСТВУЮЩЕМ ТИПЕ МАШИНЫ И ОПРЕДЕЛЯЕТ ДЛЯ КАЖДОГО 1-ГО ШАГА РАСЧЕТА НЕОБХОДИМЫЕ КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАССЫ НА УЧАСТКЕ ПОДАЧИ И ПОТРЕБЛЕНИЯ НИТКИ Фк = Gm {х (\¥(7 (>}.
КООРДИНАТЫ X(),У('7} КОНТАКТОВ НИТКИ С ПОВЕРХНОСТЯМИ
РАБОЧИХ ИНСТРУМЕНТОВ И НИТЕПОДАТЧИКАМИ УСТАНАВЛИВАЮТСЯ ДЛЯ ОДНОГО КИНЕМАТИЧЕСКОГО ЦИКЛА РАБОТЫ МАШИНЫ
(I = 1... п, п = 2п / Ар, Ар - ШАГ ИЗМЕНЕНИЯ УГЛА р ПОВОРОТА ГЛАВНОГО ВАЛА), ДАЛЕЕ ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ ДРУГИЕ КООРДИНАТЫ КОНТАКТА НИТКИ С МАТЕРИАЛОМ И ДРУГИМИ НИТКАМИ НА ВСЕХ ЭТАПАХ ФОРМИРОВАНИЯ СТЕЖКА. ПРИ ИЗВЕСТНЫХ КООРДИНАТАХ НАЧАЛО И ОКОНЧАНИЯ КАЖДОГО /-ГО УЧАСТКА НИТКИ ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ УЧАСТКОВ НИТИ 1() ПО ТРАССЕ ПОДАЧИ И
ПОТРЕБЛЕНИЯ В МАШИНЕ, НО БЕЗ УЧЕТА ЕЕ ДЕФОРМАЦИИ И ДЕЙСТВИЯ СИЛ ТРЕНИЯ НА НЕЕ.
ДИАГРАММА ПОДАЧИ Р(р) ОПРЕДЕЛЯЕТ ИЗМЕНЕНИЕ ДЛИНЫ НИТКИ НА УЧАСТКЕ ЕЕ ПОДАЧИ, Т.Е. ОТ РЕГУЛЯТОРА НАТЯЖЕНИЯ ( у = 1 ) ДО РАБОЧЕГО ИНСТРУМЕНТА( у = рт)), В КОТОРЫЙ ЗАПРАВЛЕНА НИТКА
1=Р(т) 1=р(1)
Р(р) = Е ) - Е $ (1).
1=1 1=1
ДИАГРАММА ПОТРЕБЛЕНИЯ Lрр) ОПРЕДЕЛЯЕТ ИЗМЕНЕНИЕ ДЛИНЫ НИТКИ НА УЧАСТКЕ ЕЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ, Т.Е. ОТ РАБОЧЕГО ИНСТРУМЕНТА ( у = р(т) ), В КОТОРЫЙ ЗАПРАВЛЕНА НИТКА, ДО ОКОНЧАНИЯ
СФОРМИРОВАННОГО СТЕЖКА ( у = т) )
]=»(т) ]=»(Г)
L(р) = Е ^) - Е К? (2).
}=р(т) ]=рт
ОБЩЕЕ ИЗМЕНЕНИЕ ДЛИНЫ НИТКИ НА УЧАСТКЕ ПОДАЧИ И ПОТРЕБЛЕНИЯ РАССМАТРИВАЕТСЯ ЧЕРЕЗ ДИАГРАММУ СОГЛАСОВАНИЯ Q{р) ФУНКЦИЙ ПОДАЧИ И ПОТРЕБЛЕНИЯ НИТКИ
QP) = Р(р) - Ь(р) (3).
ДАННЫЕ ДИАГРАММЫ ПОДАЧИ Р(р), ПОТРЕБЛЕНИЯ Ь(р) И ИХ СОГЛАСОВАНИЯ Q(р) МОГУТ КОСВЕННЫМ ОБРАЗОМ УСТАНАВЛИВАТЬ ЭТАПЫ НАГРУЖЕНИЯ НИТКИ [1] ПРИ ФОРМИРОВАНИИ МАШИННОГО СТЕЖКА. ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ПРОЦЕССАХ ФОРМИРОВАНИЯ СТЕЖКОВ НАТЯЖЕНИЯ НИТКИ И ЕЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОД ЕГО ДЕЙСТВИЕМ ПРЕДЛАГАЕТСЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКУЮ МОДЕЛЬ ФТ
ФОРМИРОВАНИЯ СТЕЖКА С УЧЕТОМ ДЕЙСТВИЯ СИЛ В НИТИ И НА НИТЬ
= Gm }, Т^ }, ГДЕ у = 1 ■ ■ ■ vm , vm - КОЛИЧЕСТВО УЧАСТКОВ НА ТРАССЕ ПРОХОЖДЕНИЯ ДЛЯ т - ГО ЭТАПА ОБРАЗОВАНИЯ СТЕЖКА.
ДИНАМИЧЕСКАЯ НЕЛИНЕЙНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ НАПРЯЖЕНИЕ-ДЕФОРМАЦИЯ РАСТЯЖЕНИЯ НИТИ ПО МОДЕЛИ КЕЛЬВИНА-ФОЙГТА ДЛЯ 1-ГО МОМЕНТА НА /-М УЧАСТКЕ ПРИ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗКИ FJ МОЖЕТ
БЫТЬ ЗАПИСАНА В СЛЕДУЮЩЕМ ВИДЕ
р(г)
а(> = 4V;) ) • ^ = 7 (4),
ГДЕ } - НАПРЯЖЕНИЕ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ НИТИ, Н/М2; е;) -ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ НИТИ, %; Е|} - ТЕКУЩИЙ МОДУЛЬ ЖЕСТКОСТИ НИТИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ, Н/М2; П} - КОЭФФИЦИЕНТ ВЯЗКОСТИ МАТЕРИАЛА НИТИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ, Н/М2; } - УСИЛИЕ НАТЯЖЕНИЯ НИТИ, Н; Я} - СКОРОСТЬ АБСОЛЮТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ, М/С; } - ПЛОЩАДЬ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ НИТИ, М2.
КОЭФФИЦИЕНТ ВЯЗКОСТИ УСТАНАВЛИВАЕТСЯ ИЗ ВЫРАЖЕНИЯ
П =П01 + «3 V ]4} (5), А ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
1 (0 - 1 (О #=^ • («)
10]
ГДЕ П0 - ИСХОДНЫЙ МОДУЛЬ ВЯЗКОСТИ НИТИ; ^10? - ТЕКУЩАЯ И
ИСХОДНАЯ (БЕЗ ДЕФОРМАЦИИ) ДЛИНА НИТИ НА ИССЛЕДУЕМОМ J-М ЭЛЕМЕНТАРНОМ УЧАСТКЕ; А3, А4 - КОЭФФИЦИЕНТЫ В УРАВНЕНИИ, УСТАНАВЛИВАЕМЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО ДЛЯ СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ НИТИ ИЛИ ПОЛОТНА.
МОДУЛЬ ЖЕСТКОСТИ НИТИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ УСТАНАВЛИВАЕТСЯ ИЗ ВЫРАЖЕНИЯ
Щ) = Е0 { + а \е?) ^ } (7),
ГДЕ Е0 - ИСХОДНЫМ МОДУЛЬ УПРУГОСТИ НИТИ ИЛИ ПОЛОТНА; А1, А2 -КОЭФФИЦИЕНТЫ В УРАВНЕНИИ, УСТАНАВЛИВАЕМЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО ДЛЯ СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ НИТИ ИЛИ ПОЛОТНА.
В РЕАЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ СВОЙСТВА НИТИ И ПАРАМЕТРЫ КОНСТРУКЦИИ МОГУТ ИМЕТЬ НЕКОТОРЫЙ РАЗБРОС ЗНАЧЕНИЙ, КОТОРЫЙ ДЛЯ ПРОСТОТЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ БУДЕМ СЧИТАТЬ ПОДЧИНЯЮЩИЙСЯ НОРМАЛЬНОМУ ЗАКОНУ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, Т.Е. ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ВЯЗКОСТИ —) = — + А- , Д - = - (),
ГДЕ Ап =--- ...0... + —- - РАЗБРОС ЗНАЧЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ
22
В ПОЛЕ ЕГО РАССЕЯНИЯ ДЭп И АНАЛОГИЧНО - ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ УПРУГОСТИ Е' = Щ? + ДЕ, ДЕ = /Е (Д8Е) И ПЛОЩАДЬ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ НИТИ 8} = 8} + Д8, М = /8 (Д83).
N
1У
1
. +
/—\
■о
I
а)
А
Рис. 1. Расчетная схема к исследованию элементарного у'-го участка нити.
ДЛЯ ИЛЛЮСТРАЦИИ ПРОЦЕССА НАГРУЖЕНИЯ НИТИ РАССМОТРИМ ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ УЧАСТОК ЗАПРАВКИ НИТИ В МАШИНЕ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЙ НА РИС. 1.
ДОПУСКАЕМ, ЧТО В СВОБОДНОМ СОСТОЯНИИ НИТКА 1 НА М -М УЧАСТКЕ ПЕРЕД ЗАЖИМОМ 2 НЕ ИМЕЕТ ДЕФОРМАЦИИ е=0, А ЗНАЧИТ И НАТЯЖЕНИЯ F=0. НА УЧАСТКЕ ПОСЛЕ ЗАЖИМА 2 НИТКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ Т БУДЕТ ИЗМЕНЯТЬСЯ ПО ДЛИНЕ LJ(TI) (В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МАШИНЫ), И, ВЕРОЯТНО, ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ ДЛИНЫ НИТИ ИСПЫТЫВАТЬ ОТНОСИТЕЛЬНУЮ ДЕФОРМАЦИЮ е/}>0, ПОТОМУ ЧТО ИЗ-ЗА ПРИТОРМАЖИВАНИЯ НИТИ В
2
1
ЗАЖИМЕ 2 (Ло>0) НЕ СМОЖЕТ БЫТЬ СКОМПЕНСИРОВАНА ИЗ СВОБОДНОГО УЧАСТКА. ДЕФОРМАЦИЯ НИТИ ПРИВЕДЕТ К ПОЯВЛЕНИЮ НАПРЯЖЕНИЯ В НЕЙ И ЕЕ НАТЯЖЕНИЮ. ПЕРЕМЕННАЯ ВЕЛИЧИНА ВРЕМЯ Т1 ИМЕЕТ НЕПОСРЕДСТВЕННУЮ СВЯЗЬ С НЕЗАВИСИМОЙ ПЕРЕМЕННОЙ - УГЛОМ щ (РАД) ПОВОРОТА ГЛАВНОГО ВАЛА
, = щ • 60
г о '
2 -ж-п
ГДЕ Л - ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ГЛАВНОГО ВАЛА МАШИНЫ (ОБ/МИН).
ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА НАГРУЖЕНИЯ НИТИ БЫЛА ПОСТРОЕНА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДЕФОРМАЦИИ НИТИ, В КОТОРОЙ ПРЕДСТАВЛЕН СЦЕНАРИЙ ПОЯВЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ НИТИ ИЛИ ЕГО ИСЧЕЗНОВЕНИЕ.
1. ДЛЯ ИСХОДНОГО СОСТОЯНИЯ ПРИНИМАЕМ, ЧТО НИТЬ, ИМЕЮЩАЯ КОНКРЕТНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ПЕРВОНАЧАЛЬНО ЗАДАННЫЕ (Ео, П0, А1, А2, А3, А4 И ДР.), ИМЕЕТ ДЛИНУ /01/
НА /-М УЧАСТКЕ ДЛЯ ПЕРВОГО РАССМАТРИВАЕМОГО МОМЕНТА (I =1) БЕЗ ЕЕ ДЕФОРМАЦИИ (¿1}= , ^ у=0), КОТОРУЮ ОПРЕДЕЛЯЕМ ИЗ УРАВНЕНИЯ
/ (1) = / а=1) 'о ] '
ГДЕ /(') - ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ /-Х УЧАСТКОВ УСТАНОВЛЕННЫХ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МОДЕЛИ Фк, у = .
2. НАТЯЖЕНИЕ НИТИ НЕ ПОЯВЛЯЕТСЯF ^ 0, ЕСЛИ (СМ. РИС. 2)
/у = ^ ) < /07 (8),
ГДЕ Ь} ) - ДЛИНА НИТИ (ДЛИНЫ /-ГО УЧАСТКА МЕЖДУ ДВУМЯ
НИТЕНАПРАВЛЯЮЩИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ УСТАНОВЛЕННЫМИ ИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА РАБОТЫ МЕХАНИЗМОВ МАШИНЫ ДЛЯ I-ГО МОМЕНТА).
Рис. 2. Процесс освобождения нити нитеотягивателем.
3. В СЛУЧАЕ ЕСЛИ ДЛИНА ЭЛЕМЕНТАРНОГО УЧАСТКА НИТИ 1 УВЕЛИЧИВАЕТСЯ, Т.Е.
1(г) = ^ ^ ) > $, (9),
ТО ОПРЕДЕЛЯЕМ
3.1. «МГНОВЕННОЕ», Т.Е. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ, НЕ СКОМПЕНСИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ НИТИ:
3.1.1. «МГНОВЕННУЮ» АБСОЛЮТНУЮ ДЕФОРМАЦИЮ
л*?0 = 1<° - ] (10),
ГДЕ 10]-1 - ДЛИНА НИТИ В СВОБОДНОМ СОСТОЯНИИ В
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ МОМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ (В НАЧАЛЬНЫЙ МОМЕНТ ДЕФОРМАЦИИ НИТИ ПРИ 1=1 ^ ).
3.1.2. «МГНОВЕННУЮ» ОТНОСИТЕЛЬНУЮ ДЕФОРМАЦИЮ
емм(0 =А£м (,)/ ^-Ц (11),
3.1.3. «МГНОВЕННУЮ» СКОРОСТЬ ДЕФОРМАЦИИ
Xм(,) =£м(,)/ Лt (12),
ГДЕ ЛТ^-0 - ПОСТОЯННЫЙ ШАГ ИЗМЕНЕНИЯ ВРЕМЕНИ Т В МОДЕЛИРУЕМОМ ПРОЦЕССЕ (ПРИНИМАЕМ ЛТ ИСХОДЯ ИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЭВМ, ТРЕБУЕМОЙ ТОЧНОСТИ РАСЧЕТА И НЕДОПУСТИМОСТИ ПРОПУСКА МОМЕНТА ИЗМЕНЕНИЯ ТРАССЫ);
3.1.4. ЗНАЧЕНИЕ «МГНОВЕННОГО» МОДУЛЯ ЖЕСТКОСТИ Ем (0
ОПРЕДЕЛЯЕМ АНАЛОГИЧНО ЕТ] (7) И КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ П АНАЛОГИЧНО Щ (5) НИТИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ;
м(0 Т
3.1.5. «МГНОВЕННОЕ» НАПРЯЖЕНИЕ НИТИ^0 (4);
3.1.6. «МГНОВЕННУЮ» ПЛОЩАДЬ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ
НИТИ SМI
С /(г-1)
ом(г) _ °д 10] = )
(13),
ГДЕ Sд =F(T,5) - ИСХОДНАЯ ПЛОЩАДЬ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ НИТИ,
3.1.7. «МГНОВЕННОЕ» НАТЯЖЕНИЕ НИТИ F,
м(г)
.уф )
Fм(i) = ]
] £М(()
(14),
3.2. «МГНОВЕННАЯ» ДЕФОРМАЦИЯ НИТИ МОЖЕТ БЫТЬ УМЕНЬШЕНА, ЕСЛИ ВОЗМОЖНО ПОСТУПЛЕНИЕ НИТИ СО СВОБОДНОГО УЧАСТКА (РИС. 3), Т.Е. ЕСЛИ
F]м(г) > N , (15)
ГДЕ N] - СИЛА, ДЕЙСТВУЮЩАЯ НА НИТЬ НА J- Й ГРАНИЦЕ МЕЖДУ УЧАСТКАМИ; N] = - СИЛА ТРЕНИЯ, СОЗДАВАЕМАЯ ПЛАСТИНЧАТЫМ
ЗАЖИМОМ, - КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ (ПРИ ОТСУТСТВИИ НА ПРЕДШЕСТВУЮЩЕМ ШАГА ИССЛЕДОВАНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ РАВЕН КОЭФФИЦИЕНТУ ТРЕНИЯ ПОКОЯ) N]. = F]_1вм'а- НАТЯЖЕНИЕ НИТИ ПРИ ЕЕ ИЗГИБЕ НА НИТЕНАПРАВИТЕЛЕ, а - УГОЛ ОБХВАТА НИТЬЮ НИТЕНАПРАВИТЕЛЯ.
А/
(г)
N0 \ г / (г) ) > 0 10 ] ] ц ог)
1 ' - —► Р и и О рм( г) -1
/ / (г) ч <-
Рис. 3. Процесс компенсации деформации нити за счет поступления
ПРИ ОТСУТСТВИИ ПОСТУПЛЕНИЯ НИТИ СО СТОРОНЫ ЗАЖИМА, ПОЛУЧЕННАЯ «МГНОВЕННАЯ» ДЕФОРМАЦИЯ, НАТЯЖЕНИЕ И НАПРЯЖЕНИЕ НИТИ НЕ КОМПЕНСИРУЕТСЯ И, УСЛОВНО, МОЖНО
ПРИНЯТЬ, ЧТО НИТЬ БУДЕТ НАХОДИТЬСЯ В СЛЕДУЮЩЕЕ МГНОВЕНИЕ В ЭТОМ СОСТОЯНИИ, Т.Е.
/а) _ /а-1) ) _ м) а _ ам(г) И ро) _ рм(г) о 3~ о з ' Ь3 ~ьз , 3 3 Г1 ~Г1 ■
В ЭТОМ СЛУЧАЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОДОЛЖАЮТСЯ ДЛЯ СЛЕДУЮЩЕГО ИЗМЕНЕНИЯ ВРЕМЕНИ АТ, Т.Е. С ПУНКТА 2 ДАННОГО АЛГОРИТМА ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛИ.
3.3. ПРИ ПОСТУПЛЕНИИ НИТИ ЧЕРЕЗ ЗАЖИМ, Т.Е. ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УСЛОВИЯ (15), ДЕФОРМАЦИЯ НИТИ БУДЕТ УМЕНЬШЕНА ДО МОМЕНТА ПОЛУЧЕНИЯ РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ
) _ N3, (16)
ГДЕ 3 - ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ НАТЯЖЕНИЕ НИТИ В СКОМПЕНСИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ, 3 ) • S(),
а^) - ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ НИТИ НА /-М УЧАСТКЕ И S(') -ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ НИТИ.
УСЛОВИЕ (16) МОЖЕТ БЫТЬ ПРЕДСТАВЛЕНО ЧЕРЕЗ ДЛИНЫ /-ГО
/'
о3
УЧАСТКА /|г) И НИТИ ПРИ СНЯТИИ НАГРУЗКИ /(3 В 1-Й МОМЕНТ ПРОЦЕССА
' / (3) -1(31 / (3) -1(31 (/ (3) -1(31 ^ S • 1(А
Ем(г) • _3 + пм(г) • _3 • коп
^Т] /(г) ' Т А1 •() ^
з *оз А1
д '0] _
/
_ N, (17),
(г) 3
V "0 3 ^ "01 V ))
ГДЕ /о3) _ /(3-1) + А/(г), А/() - КОМПЕНСАЦИЯ НИТИ, ПОСТУПИВШЕЙ ЧЕРЕЗ /-Й ЗАЖИМ.
РАВНОВЕСНОЕ СОСТОЯНИЕ НИТИ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ РЕШЕНИЕМ УРАВНЕНИЯ (17) С ПРИВЛЕЧЕНИЕМ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ, НАПРИМЕР МЕТОДА ИТЕРАЦИИ. ДЛЯ ПОИСКА ЗНАЧЕНИЯ /(Ц НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ
ИНТЕРВАЛ ЕГО ПОИСКА [А;В]: А= /(т1), В= /().
3.4. ПРИ ПЕРЕТЯГИВАНИИ НИТИ С ДРУГОГО УЧАСТКА ЧЕРЕЗ НИТЕНАПРАВИТЕЛЬ (ПРИ ЕЕ ИЗГИБЕ) ИЛИ ЗАЖИМ, ИЛИ ПРИ УМЕНЬШЕНИИ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ОТДАЧЕ НИТИ НИТЕОТТЯГИВАТЕЛЕМ,
ДЛЯ УСТАНОВЛЕННЫХ ИЗ УСЛОВИЯ (17) ДЛИНЫ НИТИ 10'] , ОПРЕДЕЛЯЕМ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ) (6), НАТЯЖЕНИЯ F¡') (16) И НАПРЯЖЕНИЯ я] (4) НИТИ.
4. АНАЛОГИЧНО ОПРЕДЕЛЯЮТ ДЛИНЫ НИТИ И ЕЕ НАТЯЖЕНИЕ НА ДРУГИХ УЧАСТКА( ] = 1 ■ ■ ■ Ут ). РАВНОВЕСНОЕ СОСТОЯНИЕ НИТИ
ДОСТИГАЕТСЯ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УСЛОВИЯ (17) НА ВСЕХ Ут ^Х
ЭЛЕМЕНТАРНЫХ УЧАСТКАХ НИТИ. ОБЫЧНО НА ТРАССЕ ЗАПРАВКИ НИТКИ ПРИСУТСТВУЮТ БОЛЕЕ ДВУХ УЧАСТКОВ, ПОЭТОМУ В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ РАССМАТРИВАЕТСЯ ТОТ УЧАСТОК, КОТОРЫЙ ИМЕЕТ НАИБОЛЬШИЙ ПЕРЕПАД НАТЯЖЕНИЯ НИТОК МЕЖДУ УЧАСТКАМИ.
5. ПРИ НАЛИЧИИ СИЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НИТИ С ДРУГОЙ НИТЬЮ ИЛИ С ПОДАТЛИВЫМ К СИЛОВОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ ЗВЕНОМ ОПРЕДЕЛЯЕМ КООРДИНАТЫ Х(т),Yг(т),Z(im) ЭТОГО ИЗГИБА НИТИ ИЗ
k = Ю
УСЛОВИЯ СИЛОВОГО РАВНОВЕСИЯ £ ' = 0 В /-М УЗЛЕ ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ
k=2
Сю -М КОЛИЧЕСТВОМ ДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ.
6. ИСПОЛЬЗУЯ ФОРМУЛЫ 1.. .3, ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАГРАММЫ ПОДАЧИ, ПОТРЕБЛЕНИЯ И ИХ СОГЛАСОВАНИЯ, А ТАКЖЕ ПО КАЖДОМУ УЧАСТКУ ВЕЛИЧИНЫ ДЕФОРМАЦИИ И НАТЯЖЕНИЯ НИТИ.
7. ПО ЗАВЕРШЕНИИ ВСЕХ ШАГОВ ИЗМЕНЕНИЯ ВРЕМЕНИ Т]=Тн+ ]*А Т ОТ НАЧАЛА Т]=Тн ДО ЕЕ ОКОНЧАНИЯ Т=То ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОДАЧИ И ПОТРЕБЛЕНИЯ ПО МОДЕЛИ СЧИТАЕТСЯ ВЫПОЛНЕННЫМ.
ОБЩАЯ БЛОК-СХЕМА АЛГОРИТМА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОДАЧИ И ПОТРЕБЛЕНИЯ НИТКИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ МАШИННОГО СТЕЖКА ПРЕДСТАВЛЕНА НА РИС. 4.
С
Начало
3
Присвоение исходных данных по трассе заправки
Расчет координат подвижных ните-направителей на трассе подачи
Расчет к подвижн направи трассе по оординат ых ните-телей на требления
Расчет к подвижн направи обобщенн оординат ых ните-телей на ой трассе
Вариант трассы
W=3
Расчет угла и длин сторон в треугольнике
С
Конец
3
С
Начало
3
Сообщение о вводе4 данных об общих параметрах трассы и нитки
Ввод данных об общих параметрах трассы и нитки
Расчет координат нитенаправителей
1=1...М%
Ввод данных по участками: длины L0, Р, К1
X
Определение сво бодных участков
Вывод данных по участками: длины, натяжение, деформа
1
Расчет коэффици ентов в форм-ле Эйлера
Расчет величины деформации нитки на участках
Расчет диаграммы согласования
Вывод данных по участками: длины, натяжение, деформация, диаграммы
Рис. 4. Общий алгоритм исследования процесса и потребления нитки в швейной машине
2
Таким образом, разработанная модель подачи нити, включающая функциональную модель формирования переплетения нитки (ниток) в стежке и имитационную модель ее
нагружения позволяет исследовать процесс подачи и затяжки нитки при формировании машинного стежка и определить экстремальные значения ее нагружения по всей трассе ее прохождения в машине. Это, в свою очередь, позволяет впервые определить конструктивные дефекты в машине, приводящие к износу нитки и ее обрыву, а также найти рациональные технологические режимы работы машины и конструктивного исполнения ее механизмов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ермаков А.С. Проектирование механизмов краеобметочных машин предприятий сервиса. М.: ФГОУВПО РГУТИС, 2008. 258 с.
2. Чистобородов Г.И. Разработка научных основ формирования текстильных материалов в процессах подачи и транспортирования. Автореф.дис.. .д-ра тех. наук. Иваново, 1997.
