МЕХАНИЗМ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ТКАНИ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2006 года по МПК D05B27/02 

Изобретение относится к швейному машиностроению, в частности к реечным рычажным механизмам транспортирования ткани преимущественно тихоходных высоконагруженных швейных машин.

Известен механизм двигателя ткани швейной машины (а.с. №924196, МПК D 05 B 27/02, опуб.30.04.82, бюл.№16), содержащий кинематические цепи перемещения зубчатой рейки по горизонтали и вертикали и регулятор длины стежка. Кинематическая цепь перемещения зубчатой рейки по горизонтали состоит из связанных с распределительным валом швейной машины кривошипа и двух шатунов, один из которых связан с коромыслом подачи, установленным в платформе машины и соединенным с рычагом, несущим зубчатую рейку. Регулятор длины стежка состоит из подпружиненного рычага с рукояткой, связанного посредством тяги, опорного двуплечего рычага и соединительного звена с шатунами кинематической цепи перемещения рейки по горизонтали. Кинематическая цепь перемещения зубчатой рейки по вертикали состоит из связанных с распределительным валом машины кривошипа, шатуна и двуплечего шатуна, который соединен посредством серьги с рычагом, несущим зубчатую рейку. Двуплечий шатун, также, шарнирно соединен с установленным на валу подъема двуплечим коромыслом, связанным с челночным валом швейной машины посредством шатуна и кривошипа.

Недостатком указанного механизма двигателя ткани швейной машины является значительное усложнение кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали, которая в рассматриваемом механизме получает движения не только от распределительного вала швейной машины, но и от челночного вала, скорость вращения которого в два раза превышает скорость вращения распределительного вала. Это приводит к возрастанию динамических нагрузок в кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали и на валу челнока, так как на зубчатую рейку через кинематическую рычажную связь передается частота вращения челнока, а на вал челнока - виброударные колебательные режимы от системы "зубчатая рейка - стачиваемые ткани - прижимная лапка". Все это является нежелательным, так как снижает надежность машины, а при увеличении частоты вращения главного вала швейной машины приводит к нарушению процесса образования челночного переплетения и, в конечном итоге, к браку.

Известен механизм транспортирования материала для швейной машины (а.с. №1384636, МПК D 05 B 27/02, опуб.30.03.88, бюл.№13), содержащий кинематические цепи перемещения зубчатой рейки по горизонтали и вертикали и регулятор длины стежка. Кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по горизонтали состоит из связанных с распределительным валом швейной машины кривошипа и двух шатунов, один из которых связан с коромыслом подачи, установленным в платформе машины и соединенным с рычагом, несущим зубчатую рейку. Кинематическая цепь перемещения зубчатой рейки по вертикали имеет установленный на распределительном валу машины кривошип, соединенный шарнирно с шатуном, один конец которого шарнирно присоединен к установленному в платформе машины опорному рычагу. На одной оси шарнирного соединения опорного рычага и шатуна установлен конец еще одного шатуна, который другим своим концом присоединен к установленному в платформе машины коромыслу подъема, соединенному посредством серьги с рычагом, несущим зубчатую рейку. Регулятор длины стежка имеет подпружиненный рычаг с рукояткой, связанный посредством тяги, опорного двуплечего рычага и соединительного звена с шатунами кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по горизонтали. Причем для получения минимального фазового угла транспортирования (угла поворота распределительного вала машины, соответствующего перемещению зубчатой рейки в направлении подачи материала) длина кривошипа, шатуна и опорного рычага (соединительного звена) кинематической цепи вертикальных (горизонтальных) перемещений зубчатой рейки составляет соответственно 0.33, 0.66 и 1.2 от расстояния между осью вращения распределительного вала и осью качания опорного рычага (соединительного звена).

Недостатком указанного механизма транспортирования материала является то, что в шестизвенной кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали соотношение 0.33, 0.66 и 1.2 соответственно длин кривошипа, шатуна и опорного рычага к расстоянию между осью вращения распределительного вала и осью качания опорного рычага не является необходимым и достаточным условием получения выстоя коромысла подъема в крайнем верхнем положении зубчатой рейки, а следовательно, и горизонтального прямолинейного участка движения зубчатой рейки вдоль игольной пластины, что необходимо для улучшения качества транспортирования ткани на швейной машине и сокращения брака. Можно выбрать такие реальные для швейной машины координаты осей вращения кривошипа и шатунов кинематической цепи перемещения зубчатой рейки по вертикали, когда выстой коромысла подъема при данных соотношениях длин кривошипа, шатуна и опорного рычага невозможен. Кроме того, в указанном механизме транспортирования кинематическая цепь вертикальных перемещений зубчатой рейки содержит соосное шарнирное соединение шатуна и опорного рычага с шатуном, присоединенным к коромыслу подъема, что усложняет конструкцию перечисленных звеньев и приводит к значительным нагрузкам на ось их соединения. Соединение коромысла подъема с рычагом, несущим зубчатую рейку, посредством серьги с вращательными кинематическими парами при использовании механизма транспортирования ткани в высоконагруженных тихоходных швейных машинах не обеспечивает требуемой прочности и жесткости кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали, что снижает надежность механизма.

Техническим результатом заявленного решения является повышение качества транспортирования ткани на тихоходных высоконагруженных швейных машинах, увеличение производительности и повышение надежности за счет создания такого механизма транспортирования ткани швейной машины, который позволяет обеспечить движение зубчатой рейки над игольной пластиной по траектории, имеющей прямолинейный параллельно игольной пластине участок в период транспортирования ткани на заданную и регулируемую длину стежка, путем использования в кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали шестизвенного шарнирного механизма с выстоем коромысла подъема в крайнем верхнем положении зубчатой рейки при одновременном упрощении конструкции соединения опорного рычага с шатунами шестизвенной кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали и изменении соединения коромысла подъема с рычагом, несущим зубчатую рейку.

Решаемая задача достигается тем, что механизм транспортирования ткани швейной машины содержит кинематические цепи перемещений зубчатой рейки по горизонтали и вертикали и регулятор длины стежка. Кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по горизонтали состоит из связанных с распределительным валом машины кривошипа и двух шатунов, один из которых связан с коромыслом подачи, установленным на платформе машины и соединенным с рычагом, несущим зубчатую рейку. Регулятор длины стежка представляет собой рычаг, кинематически связанный с шатунами кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по горизонтали. Кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали состоит из связанных с распределительным валом машины кривошипа и двух шатунов, один из которых шарнирно соединен с кривошипом и установленным в платформе машины опорным рычагом, присоединенным посредством другого шатуна к установленному в платформе машины коромыслу подъема, соединенному кинематической связью с рычагом, несущим зубчатую рейку. Причем кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали выполнена в виде шестизвенного шарнирного механизма, выходное звено которого - коромысло подъема имеет выстой в крайнем верхнем положении зубчатой рейки над игольной пластиной. Опорный рычаг кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали выполнен двуплечим и одним плечом связан посредством шатуна с кривошипом на распределительном валу машины, а вторым плечом связан посредством другого шатуна с коромыслом подъема. Соединение коромысла подъема с рычагом, несущим зубчатую рейку, выполнено посредством ползуна, имеющего вращательную кинематическую пару с коромыслом подъема и поступательную кинематическую пару с рычагом, несущим зубчатую рейку.

Возможен другой вариант исполнения шестизвенной кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали с выстоем коромысла подъема, при котором опорный рычаг имеет одно плечо, а шатун, соединяющий кривошип с опорным рычагом, выполнен двуплечим так, что одно его плечо соединено с кривошипом, установленным на распределительном валу машины, а второе плечо соединено посредством другого шатуна с коромыслом подъема.

Общеизвестно, что получить движение шатунной точки по замкнутой траектории, имеющей прямолинейный участок, можно с помощью прямолинейно направляющих рычажных механизмов, называемых прямилами, например прямило Чебышева, прямило Уатта. Указанные механизмы не могут быть использованы в качестве механизмов транспортирования ткани швейной машины, так как с их помощью невозможно обеспечить регулирование длины стежка в заданных пределах при одновременном сохранении прямолинейного участка движения шатунной точки (среднего зуба зубчатой рейки). Для получения с помощью рычажного механизма замкнутой шатунной траектории движения среднего зуба зубчатой рейки с прямолинейным параллельно игольной пластине участком в период транспортирования ткани и одновременно обеспечения возможности регулирования в заданных пределах длины стежка без изменения прямолинейного участка траектории необходимо, чтобы механизм имел, по крайней мере, две кинематические цепи, одна из которых осуществляет перемещение зубчатой рейки по горизонтали, а другая - по вертикали. При этом необходимо, чтобы кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали обеспечивала остановку (выстой) вертикальных перемещений зубчатой рейки в момент ее крайнего верхнего положения над игольной пластиной, а кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по горизонтали в этот момент перемещала зубчатую рейку вдоль игольной пластины на заданную величину и в заданном направлении. Остановку вертикальных перемещений зубчатой рейки можно получить, применив в кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали шестизвенный шарнирный механизм с выстоем коромысла, обеспечивающего подъем рычага, несущего зубчатую рейку. Регулирование в заданных пределах длины стежка можно обеспечить путем включения в кинематическую цепь перемещений зубчатой рейки по горизонтали специального узла, осуществляющего изменение величины перемещений рычага, несущего зубчатую рейку, по горизонтали. Так как привод горизонтальных и вертикальных перемещений зубчатой рейки осуществляется от разных кинематических цепей, то регулирование горизонтальных перемещений зубчатой рейки не оказывает влияние на продолжительность выстоя коромысла, обеспечивающего перемещение зубчатой рейки по вертикали. Это позволяет обеспечить регулирование в заданных пределах длины стежка при одновременном сохранении прямолинейного участка движения зубчатой рейки вдоль игольной пластины. Только заявляемая совокупность признаков обеспечивает достижение технического результата, а именно получение на швейной машине с помощью реечного рычажного механизма транспортирования ткани движения зубчатой рейки над игольной пластиной по траектории, имеющей прямолинейный параллельно игольной пластине участок в период транспортирования ткани на заданную и регулируемую длину стежка, что позволяет сделать вывод о существенности отличий.

На фиг.1 приведена кинематическая схема реечного рычажного механизма транспортирования ткани преимущественно тихоходной и высоконагруженной швейной машины, в котором кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали содержит двуплечий опорный рычаг, а на фиг.2 приведена кинематическая схема реечного рычажного механизма транспортирования ткани, в котором кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали содержит двуплечий шатун. На фиг.3 приведена траектория движения среднего зуба зубчатой рейки, построенная в результате кинематического анализа механизма.

Механизм транспортирования ткани (фиг.1) содержит кинематические цепи для перемещения зубчатой рейки по горизонтали и вертикали и регулятор длины стежка. Кинематическая цепь для перемещения зубчатой рейки по горизонтали состоит из связанных с распределительным валом O₁ швейной машины (не показана) кривошипа 1 и двух шатунов 2 и 3, один из которых связан с коромыслом подачи 4, установленным в платформе (не указано) машины и соединенным с рычагом 5, несущим зубчатую рейку 6. Для регулирования длины стежка имеется подпружиненный рычаг 7 с рукояткой Р, связанный посредством тяги 8, опорного двуплечего рычага 9 и соединительного звена 10 с шатунами 2 и 3. Кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали состоит из связанных с распределительным валом O₁ машины кривошипа 11, шатуна 12, опорного рычага 13, шатуна 14 и установленного на платформе машины коромысла подъема 15. Плечо О₄М коромысла подъема 15 шарнирно соединено с ползуном 16, имеющим возможность поступательного движения вдоль рычага 5, несущего зубчатую рейку 6. Причем опорный рычаг 13 кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали является двуплечим и плечом O₆R связан посредством шатуна 12 с кривошипом 11, а плечом O₆G связан посредством шатуна 14 с коромыслом подъема 15. Кинематическая цепь O₁ERO₆GFO₄ перемещений зубчатой рейки по вертикали выполнена в виде шестизвенного шарнирного механизма с выстоем выходного звена - коромысла подъема FO₄M в крайнем верхнем положении зубчатой рейки Q. Размеры звеньев O₁E, ER, RO₆, O₆G, GF и FO₄ и координаты опор О₆ и O₄ относительно распределительного вала O₁ получены в результате аналитико-оптимизационного синтеза шестизвенника O₁ERO₆GFO₄ с учетом заданной продолжительности выстоя, величины угла размаха коромысла O₄F и допустимых углов давления. При этом экспериментально обнаружено и на базе известных расчетов определено, что следующие размеры шестизвенника O₁ERO₆GFO₄: L_O1E=0.0067 м, L_ER=0.028 м, L_O6R=0.016 м, L_O6G=0.021 м, ∠RO₆G=150.5°, L_GF=0.018 м, L_O4F=0.0240 м, X_O6=0.025 м, Y_O6=-0.020 м, X_O4=0.056 м, Y_O4=0.0075 м дают для коромысла O₄F выстой длительности ≈50° при угле размаха, равном 35.2°. Это позволяет получить на траектории движения среднего зуба Q зубчатой рейки (фиг.3) прямолинейный параллельно игольной пластине участок в период транспортирования ткани. Соединение плеча O₄М коромысла подъема 15 с рычагом 5, несущим зубчатую рейку 6, посредством ползуна 16, имеющего возможность поступательного движения вдоль направляющей рычага 5, позволяет увеличить прочность и жесткость кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали, что необходимо для тихоходных высоконагруженных швейных машин.

Механизм работает следующим образом.

Стачиваемые материалы укладывают сверху на платформу швейной машины (не показана) и игольную пластину 17 под предварительно поднятую прижимную лапку (не показана), затем опускают прижимную лапку, прижав ткань к игольной пластине 17, далее включают швейную машину.

От главного вала машины (не показан) вращение передается распределительному валу O₁ посредством зубчато-ременной передачи (не показана). Движение от распределительного вала O₁ через кривошип 1 передается шатуну 2, который передает колебательное движение шатуну 3 и соединительному звену 10. Шатун 3 вызывает качательное движение коромысла подачи 4, которое обуславливает возвратно-поступательное движение в горизонтальном направлении рычага 5, несущего зубчатую рейку 6. Кривошип 11, также связанный с распределительным валом O₁, посредством шатуна 12 обеспечивает вращательно-колебательное движение опорного рычага 13. Вращательно-колебательное движение опорного рычага 13 посредством шатуна 14 передается коромыслу подъема 15, которое посредством ползуна 16 передает движение в вертикальной плоскости рычагу 5, несущему зубчатую рейку 6. Сложение двух движений в вертикальном и в горизонтальном направлениях дает замкнутую шатунную траекторию движения зубчатой рейки 6. При движении зубчатой рейки 6 над игольной пластиной 17 происходит перемещение материалов, зажатых между зубчатой рейкой 6 и прижимной лапкой, вдоль игольной пластины 17 на заданную длину стежка. Коромысло подъема 15 имеет приближенный выстой заданной продолжительности в момент крайнего положения плеча O₄М, соответствующего максимальному подъему зубчатой рейки 6 над игольной пластиной 17. При выстое коромысла подъема 15, из-за остановки вертикальных перемещений зубчатой рейки 6, поворот коромысла подачи 4 против часовой стрелки приводит к тому, что зубчатая рейка 6 движется по прямолинейному участку траектории.

Для изменения длины стежка подпружиненный рычаг 7 с рукояткой Р посредством тяги 8 поворачивает двуплечий рычаг 9, связанный посредством шатуна 10 с кинематической цепью перемещений зубчатой рейки по горизонтали. Крайнее верхнее положение рычага 7 соответствует максимальной длине стежка, а крайнее нижнее - обратному перемещению стачиваемых материалов. После окончания работы машину выключают, поднимают прижимную лапку и вынимают готовое изделие.

В механизме транспортирования ткани, приведенном на фиг.2, в кинематической цепи перемещений зубчатой рейки 6 по вертикали опорный рычаг 13 выполнен одноплечим, а шатун 12 является двуплечим, у которого плечо RE шарнирно соединено с кривошипом 11, а плечо RG посредством шатуна 14 соединено с коромыслом подъема 15. Кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали выполнена в виде шестизвенника O₁ERO₆GFO₄ с выстоем коромысла подъема 15 в крайнем верхнем положении плеча O₄М, соответствующего максимальному подъему зубчатой рейки 6 над игольной пластиной 17. Геометрические размеры звеньев O₁E, ER, RO₆, О₆G, GF, FO₄ и координаты опор O₄ и О₆ относительно распределительного вала O₁ получены в результате аналитико-оптимизационного синтеза шестизвенника O₁ERO₆GFO₄ с учетом заданной продолжительности выстоя, величины угла размаха коромысла O₄F и допустимых углов давления.

Механизмы транспортирования ткани швейных машин, приведенные на фиг.1 и 2, могут быть использованы в тихоходных высоконагруженных швейных машинах, где применение ползуна в кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали позволяет увеличить прочность и жесткость кинематической цепи и, следовательно, повысить надежность работы механизма. Обеспечиваемый предлагаемым механизмом прямолинейный параллельно игольной пластине участок движения зубчатой рейки в период транспортирования ткани на заданную и регулируемую длину стежка позволяет стабилизировать силы трения между прижимной лапкой, стачиваемыми тканями и зубчатой рейкой, что снижает возможность смещения слоев стачиваемых тканей (посадки) во время транспортирования и позволяет улучшить качество шитья, повысить надежность работы и увеличить производительность.

Изобретение относится к швейному машиностроению, в частности к реечным рычажным механизмам транспортирования ткани преимущественно тихоходных высоконагруженных швейных машин. Техническим результатом изобретения является повышение качества транспортирования ткани на тихоходных высоконагруженных швейных машинах, увеличение производительности и повышение надежности за счет создания механизма транспортирования ткани, который позволяет обеспечить движение зубчатой рейки над игольной пластиной по траектории, имеющей прямолинейный параллельно игольной пластине участок в период транспортирования ткани на заданную и регулируемую длину стежка. Это достигается путем использования в кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали шестизвенного шарнирного механизма с выстоем коромысла подъема в крайнем верхнем положении зубчатой рейки при одновременном упрощении конструкции соединения опорного рычага с шатунами шестизвенной кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали и изменении соединения коромысла подъема с рычагом, несущим зубчатую рейку. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Механизм транспортирования ткани швейной машины, содержащий кинематическую цепь перемещений зубчатой рейки по горизонтали, состоящую из связанных с распределительным валом машины кривошипа и двух шатунов, один из которых связан с коромыслом подачи, установленным на платформе машины и соединенным с рычагом, несущим зубчатую рейку, регулятор длины стежка, состоящий из рычага с рукояткой, связанного рычажной связью с шатунами кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по горизонтали, кинематическую цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали, состоящую из связанных с распределительным валом машины кривошипа и двух шатунов, один из которых шарнирно соединен с кривошипом и установленным в платформе машины опорным рычагом, присоединенным посредством другого шатуна к установленному в платформе машины коромыслу подъема, соединенному кинематической связью с рычагом, несущим зубчатую рейку, отличающийся тем, что кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали выполнена в виде шестизвенного шарнирного механизма с выстоем коромысла подъема в крайнем верхнем положении зубчатой рейки, причем опорный рычаг кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали выполнен двуплечим и одним плечом связан посредством шатуна с кривошипом на распределительном валу машины, а вторым плечом связан посредством другого шатуна с коромыслом подъема, а кинематическая связь коромысла подъема с рычагом, несущим зубчатую рейку, выполнена посредством ползуна, соединенного вращательной кинематической парой с коромыслом подъема и поступательной кинематической парой с рычагом, несущим зубчатую рейку.2. Механизм транспортирования ткани швейной машины, содержащий кинематическую цепь перемещений зубчатой рейки по горизонтали, состоящую из связанных с распределительным валом машины кривошипа и двух шатунов, один из которых связан с коромыслом подачи, установленным на платформе машины и соединенным с рычагом, несущим зубчатую рейку, регулятор длины стежка, состоящий из рычага с рукояткой, связанного рычажной связью с шатунами кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по горизонтали, кинематическую цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали, состоящую из связанных с распределительным валом машины кривошипа и двух шатунов, один из которых шарнирно соединен с кривошипом и установленным в платформе машины опорным рычагом, присоединенным посредством другого шатуна к установленному в платформе машины коромыслу подъема, соединенному кинематической связью с рычагом, несущим зубчатую рейку, отличающийся тем, что кинематическая цепь перемещений зубчатой рейки по вертикали выполнена в виде шестизвенного шарнирного механизма с выстоем коромысла подъема в крайнем верхнем положении зубчатой рейки, причем опорный рычаг кинематической цепи перемещений зубчатой рейки по вертикали содержит одно плечо, которое шарнирно соединено с двуплечим шатуном, связанным одним плечом с кривошипом, установленным на распределительном валу машины, а вторым плечом, посредством другого шатуна связанным с коромыслом подъема, а кинематическая связь коромысла подъема с рычагом, несущим зубчатую рейку, выполнена посредством ползуна, соединенного вращательной кинематической парой с коромыслом подъема и поступательной кинематической парой с рычагом, несущим зубчатую рейку.