Совершенствование технологии получения двухниточных цепных стежков с расширенными характеристиками и рабочих органов швейных машин

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время во многих странах мира интенсивно повышается спрос на продукции текстильной и швейной промышленности из различных видов тканей. «На мировом рынке выработка тканей для швейных изделий составляет более 120 млрд, м2 в год»1, текстильная и легкая промышленность более высокими темпами развивается в Восточной и Южной Азии, США, Европе и в странах СНГ. В связи с этим в мировом масштабе важным является повышение качества и конкурентоспособности швейных изделий, расширение ассортимента изделий и их качества, в том числе использования современного швейного оборудования, высоких технологий с использованием новых цепных стежков с улучшенными характеристиками. Наряду с этим получение изделий для различного назначения, в том числе изготовленных из трикотажных материалов, создание высокоэффективных ресурсосберегающих технологий позволяющие получение конкурентоспособных изделий, уделяется большое внимание совершенствованию швейных машин. В мире для производства швейных изделий высокого качества особое значение имеет совершенствование технологии сшивания материалов с различными деформационно-прочностными характеристиками, а также разработка высокопроизводительных швейных машин с расширенными технологическими показателями. При этом осуществление научно-исследовательских работ по дизайну современных швейных изделий, инновационных методологий проектирования, технологии с учетом характеристик используемых материалов, в частности созданию технологий сшивания материалов, используя новые типы цепных стежков, модернизации швейных машин является одним из важных задач. С тех пор, как наша республика приобрела независимость удаляется особы внимание на развитое легкой промышленности, особенно важным является производство конкурентоспособных, высококачественных швейных изделий в мировом рынке. В этом плане достигнуты существенные результаты по совершенствованию рабочих органов швейной машины, налаживание выпуска необходимой техники и технологии, в том числе, организация деятельности предприятий по производству швейных машин, запасных частей и оказанию сервисных услуг предприятиям отрасли. Вместе с этим, остаются актуальными вопросы установления и устранения факторов, отрицательно влияющих на качественные показатели производства, необходимым является совершенствование технологий получения двухниточных цепных стежков и рабочих органов швейных машин. В стратегии Действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан на 2017-2021 годы предусматривается “...повышение конкурентоспособности национальной экономики, ...сокращение в экономике энергетических и материальных расходов, широкое внедрение в производство энергосберегающих технологий”. При выполнении данного требования важным считается разработка эффективных цепных строчек с учетом характеристик сшиваемых материалов, создание эффективных конструкций рабочих органов и механизмов швейной машины обеспечивающая изготовление высококачественных швейных изделий. Данная диссертационная работа в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Указом Президента Республики Узбекистан №ПУ-4947 от 7 февраля 2017 года «О Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», Постановлениями Президента Республики Узбекистан №ПП-2687 от 21 декабря 2016 года «О программе мер по дальнейшему развитию текстильной и швейнотрикотажной промышленности на 2017-2019 годы», №ПП-2692 от 22 декабря 2016 года «О дополнительных мерах по ускоренному обновлению физически изношенного и морально устаревшего оборудования, а также сокращению производственных затрат предприятий отраслей промышленности», №ПП-4707 от 4 марта 2015 года «О мерах по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации промышленного производства на 2015-2019 годы», а также в других нормативно-правовых документах принятых в данной сфере. Целью исследования является разработка технологий получения новых цепных стежков с улучшенными характеристиками и совершенствование рабочих органов и механизмов швейных машин. Научная новизна исследования заключается в следующем: разработана технология получения однониточных и двухниточных цепных стежков с улучшенными характеристиками; разработаны эффективные и ресурсосберегающие конструкции механизмов, технологические схемы перемещения материалов, прокалывания иглой материалов и подачи нижней нити; разработаны методы определения силы натяжения, расхода верхней и нижней нитей рекомендованных цепных стежков; разработан метод определения величины сжатия упругого накопителя энергии, используемой для перемещения материалов; разработаны зависимости изменения натяжения нижней нити от изменения натяжения ведомой ветви, коэффициента трения между нитями и угла наклона ветвей нижней нити; разработаны зависимости изменения угловых колебаний рычага с рейкой в зависимости от изменения технологического сопротивления от сшиваемых материалов, коэффициентов жесткостей упругих элементов и длины рабочих плеч коромысел перемещения и подъема рейки; разработаны графические зависимости изменения скорости прокалывания иглой сшиваемых материалов при увеличении их толщины; разработаны графических зависимости изменения разницы амплитудных значений скоростей иглы при холостом и рабочем режимах при вариации суммарной массы иглы и ползуна; разработаны графические закономерности углового перемещения, скорости и ускорения толкателя нижней нити с кулачковым механизмом, с эксцентричным кулачком и роликом, а также определены кинематические характеристики толкателя нижней нити швейной машины двухниточного цепного стежка с эллиптическим кулачком и эксцентричным роликом. Заключение Результаты исследований по теме докторской диссертации “Совершенствование технологии получения двухниточных цепных стежков с расширенными характеристиками и рабочих органов швейных машин” состоит из следующих: 1. Разработаны новые схемы высококачественных цепных стежков: технология получения однониточного цепного стежка с вращающимся петлителем; получена технология образования двухниточного цепного стежка с высокими деформационными характеристиками; рекомендованная технология позволила получение двухниточного цепного стежка за два цикла. 2. Получена формула для определения натяжения нижней нити двухниточного цепного стежка. Построены зависимости изменения натяжения нижней нити от натяжения ведомой ветви, коэффициента трения между нитями и угла наклона ветвей нижней нити. 3. Построены графические закономерности изменения расхода верхней нити двухниточного цепного стежка от толщины сшиваемых материалов и длины стежков. Выявлено, что с увеличением длины стежка и толщина сшиваемых материалов расход верхней нити значительно возрастает. Получения формула для определения расхода нижней нити стежков типа 401. Это позволило определить, что на расход нижней нити фактически не влияет толщина сшиваемых материалов, а увеличение длины строчки пропорционально повышает расход нижней нити. 4. Разработан метод расчета натяжения верхней нити для высокоэластичного двухниточного цепного стежка типа 401. Для обеспечения необходимого натяжения (9-Н2) Н верхней нити высокоэластичного цепного стежка позволило рекомендовать значения коэффициента жесткости пружины равными (60-80) сН/мм. 5. Совершенствована технология перемещения материала и рекомендован механизм для его осуществления. Получены закономерности изменения углового перемещения и угловой скорости движения рейки в функции положения кривошипа механизма перемещения материала. Изменения длин шатуна и коромысла приводит к высокочастотным колебаниям углового перемещения коромысла. 6. Получены формулы для определения угловых перемещений элементов зоны перемещения. Это позволило получение зависимости изменения углового перемещения рейки от изменения длины шатунов, коромысла восьмизвенного механизма перемещения материала. 7. Предложена методика расчета величины сжатия упругого накопителя энергии для перемещения материала. Построены графические закономерности изменения силы сжатия пружины накопителя энергии в функции коэффициента его жесткости и суммарной массы рычага с рейкой. 8. Решена задача динамики замкнутого механизма перемещения материала с учетом влияния упругих элементов. Это позволило получить: закономерности изменения угловых колебаний рычага с рейкой в зависимости от изменения технологического сопротивления от сшиваемых материалов, коэффициентов жесткостей упругих элементов и длины рабочих плеч коромысел перемещения и подъема рейки; увеличение коэффициентов жесткостей упругих элементов механизма перемещения материала приводит не только к уменьшению амплитуды колебаний рейки по нелинейной закономерности, по и искажению траектории движения рычага с рейкой в рабочим режиме. 9. Разработан ресурсосберегающий механизм иглы с упругими накопителями энергии, что позволило решение задачи динамики механизма иглы с упругими накопителями энергии при учете динамико-механических характеристик двигателя, инерционных, упруго-диссипативных параметров системы, а также силы сопротивления от сшиваемых материалов в швейной машине. 10. Построены графические зависимости изменения скорости прокалывания иглы сшиваемые материалы. Это позволило выявить, что увеличение толщины сшиваемых материалов приводит к прокалыванию иглой с меньшей скоростью, а более жесткие пружины приводят к повышению скорости прокалывания материалов иглой. 11. Получены графические зависимости изменения разницы амплитудных значений скоростей иглы при холостом и рабочем режимах при вариации суммарной массы иглы и ползуна. Увеличение суммарной массы иглы приводит к уменьшению разницы амплитудных значений скоростей при рабочем и обратном ходе движения иглы. 12. Аналитическим методом получены законы углового перемещения, скорости и ускорения разработанной новой конструкции толкателя нижней нити с кулачковым механизмом, с эксцентричным кулачком и роликом. Определены кинематические характеристики толкателя нижней нити швейной машины двухниточного цепного стежка с эллиптическим кулачком и эксцентричным роликом. 13. На основе экспериментальных исследований получены закономерности изменения разрывной нагрузки от удлинения строчек рекомендованного цепного стежка для различных типов эластичных материалов; разработан новый эффективный прибор для измерения динамических характеристик нитей. Получены графики изменения разрывной нагрузки от длины двухниточных цепных строчек; определены натяжения верхней и нижней нитей для рекомендуемого двухниточного цепного стежка, которые в 1,5^-2,5 раза меньше, чем в челночной строчке. При этом поперечная прочность эластичной двухниточной цепной строчки в 1,2^-2,0 раза больше, чем у челночной строчки. Установлено, что при длине строчки 2,0 мм в рекомендуемой строчке поперечная разрывная сила составляет 643,4 Н, а в челночной 322,4 Н; полнофакторными экспериментами установлено, что при скорости главного вала 4500 мин'1 для обеспечения высокой производительности при сшивании материалов толщиной 4,5 мм коэффициент жесткости упругого элемента механизма иглы должен быть равным 12,5 Н/мм; применение упругих элементов в механизмах перемещения материала и иглы позволяют увеличить производительность швейной машины в 1,3- 1,5 раза по сравнению с серийной швейной машиной; фактически отсутствуют пропуски стежков; обрыв нити уменьшается в 10 раз. 14. Годовой экономический эффект от использования новых цепных стежков и рабочих органов швейной машины для одной машины составляет 4145 тыс. сумов.