Швейный аппарат ниткошвейной машины Советский патент 1993 года по МПК B42B2/04 

Изобретение относится к полиграфическому машиностроению и предназначено к применению в ниткошвейных машинах.

Целью изобретения является повышение надежности работы.

Схема механизма изображена на фиг. 1 и 2. Швейный аппарат содержит подвижную каретку 7 с держателем 2 для игл и крючков 1, установленную на каретке рейку 5, взаимодействующую с закрепленными на валах держателей крючков Шестернями 4 и соединенную посредством .щатуна 8 с установленным на вспомогательном валу 13 рычагом 9, имеющим два отверстия для установки ролика 11 для взаимодействия с одним из двух профилирующих пазов, закрепленных на промежуточном валу 17 пространственного кулачка 12, связанного посредством зубчатой пары 16, 14 с головным валом 15. При этом каретка, рейка, шатун и рычаг представляют собой рычаж- но-шарнирный контур комбинированного привода крючков.

Кулачок имеет два профилирующих паза:

1-й паз предназначен для шитья книг простыми брошюрными и переплетными стежками; 2-й паз - для шитья книг переставными переплетными стежками;

1-й и 2-й пазы имеют восемь рабочих участков, которые обеспечивают повороты крючков в соответствии с цикловой диаграммой.

Цикловая диаграмма механизма поворота крючков изображена на фиг. 3. Цикло- вая диаграмма характеризует движение зубчатой рейки и увязана с кинематической схемой и размерами звеньев механизма, а также с движением других механизмов швейного аппарата.

Основные параметры цикловой диаграммы приведены в табл. 1: (рнп - начальная для n-го рабочего участка 1-го или 2-го паза угловая координата, измеряемая в углах поворота главного вала от . соответствую- щей 0° цикловой диаграммы машины; Пп - угловая протяженность рабочего участка, измеряемая в углах поворота главного вала; УКП углы поворота крючков в градусах;

УЬ УЬ 27 yl уа 180°;

У25 у2б 180°;

yZi +У22+У2з У2А :

yS + ySe + y2 у2з ;

НВК - направление вращения крючков; по часовой стрелке (ЧС) или против нее, если смотреть на зев крючка сверху. На цикловой диаграмме указаны ходы рейки 32п(в мм) и соответствующие им углы поворота крючков у2 .

Цикловую диаграмму механизма реализуют профилирующие пазы кулачка.

Конструктивная схема кулачка изображена на фиг. 4. Кулачок включает ступицу 18, которая посредством спиц 19 соединяется с цилиндрическим ободом 20. На цилиндрическом ободе нарезаны два профилирующих паза.

Пазы характеризуются следующими основными параметрами:

Ui, LT2 - текущие линейные протяженности от правого торца кулачка до центральных осей 1-го и 2-го пазов;

VH . текущие координатные углы для линейных протяженностей .2, отсчитываемые от начальной угловой координаты о в направлении против поворота часовой стрелки по параметрам цикловой диаграммы механизма.

На кулачке имеется контрольное отверстие 21, с помощью которого кулачок фиксируется в положении, при котором его начальная угловая координата I/JHQ соответствует 0° цикловой диаграммы машины. В этом положении координата смещена от горизонтальной риски, проходящей через центр вспомогательного вала на угол 120° в направлении против часовой стрелки. Эта риска должна совпадать с правой горизонтальной риской кулачка механизма швейной каретки, которая проходит через центр главного вала. Правый торец кулачка расположен ближе к корпусу машины. Условная развертка дорожек изображена на фиг. 5.

1-й и 2-й пазы имеют восемь криволинейных рабочих участков, которые по очередности сопрягаются с прямолинейными участками, центровые кривые которых параллельны правому торцу кулачка.

Основными геометрическими параметрами,.которые характеризуют конструкцию пазов кулачка являются:

нп - угловая координата начала п-го рабочего участка 1-го или 2-го паза кулачка, отсчитываемая от Но в направлении поворота против часовой стрелки и задаваемая цикловой диаграммой механизма, при этом

. 1-4 3-2-

8 3601+,5-,,.

JVi- угловая протяженность n-го рабочего участка.

Фп Г гДе Пп - угловая протяженность рабочего участка, которая задается цикловой диаграммой, параметры которой приведены в табл. 1.

S2r f( yZn ) - максимальная линейная протяженность перемещения зубчатой рейки на п рабочем участке, от которой зависят углы поворота крючков у2п

яР0уЈп 7rmiZ-iy2n П 360°360°

где mi 1,512 мм - шаг зубчатой рейки;

Zi 12 - число зубьев шестерни, взаимодействующей с рейкой;

Ln.2 f(aK,U, уЈп), где ак - относительное перемещение, определяющее закон периодического движения зубчатой рейки

- диаграмма ускорений - косинусоида; U - передаточное число РШК; НРД - направление расположения дорожек рабочих участков относительно правого торца кулачка, которое предопределяет направление вращения крючков (НВК).

Например, 1-й и 2-й пазы по отношению к правому торцу направлены влево, при этом и т2 на рабочем участке нарастают, т.е. Lrn+i - Un 0; при этом рейка перемещается влево и крючок вращается против часовой стрелки.

Если Un+1 - Un 0, паз направлен вправо по отношению к торцу, рейка перемещается вправо и крючок вращается по часовой стрелке.

Основные параметры рабочих участков пазов приведены в табл. 1.

При этом у 1-го (правого) паза четвертый и восьмой участки имеют правое, а остальные левое направление по отношению к правому торцу кулачка.

У второго паза 1, 2, 4, 7 рабочие участки имеют правое, а остальные левое направление по отношению к правому торцу кулачка.

Текущие линейные протяженности .2 рассчитываются по заданному закону движения рейки с коррективами кинематических искажений закона, вносимых рычажно-шарнирным контуром привода крючков.

Угловые параметры пазов t/Лш , Фп определяются из следующих интервалов: 40° VH 43,5°; 87,5° 125° Vto 126°; 157,5° 162,5°; 220° н5 223,5°; 267,5° нб 276°; 305° %i 306°; 337,5° %з 342,5°; 7° ф, ф5 18,5е; 21° Ф2 Фе 28,5°; 4,5° Фз Ф 7,5°; 29° Фа 46,5°.

Пример конкретного выполнения кулачка. Конструктивная схема механизма изображена на фиг, 2, на которой даны обозначения геометрических параметров звеньев и элементов механизма. На фиг. 6

показана расчетная схема механизма. Приняты следующие обозначения и терминология:

- линейная протяженность от право- го торца кулачка до центральной оси первого паза кулачка для положения, определяемого угловой координатой 0;

Ui, LT2 текущие линейные протяженности от правого торца кулачка до централь- 0 ных осей 1-го и 2-го пазов;

32 минимальное расстояние между пазами кулачка;

AI - расстояние от левой боковины машины до центра вала рычага, Оз; 5 А2 - расстояние от центра вала рычага ОзБ до правого торца кулачка;

1.1 - расстояние от центра вала рычага ОзБ до центральной оси направляющей зубчатой рейки; 0 Ji - длина шатуйа БГ0;

R - длина рычага ОзБ кулачкового механизма;

R2 ОзС ОзО - расстояние от центра вала Оз до центра ролика С или D рычага; 5 Оз - наружный диаметр цилиндрического обода кулачка;

SZn линейная протяженность перемещения зубчатой рейки на n-м рабочем участке, которая обеспечивает поворот крючка на 0 угол yZn,

Знп - начальное для n-го рабочего участка положение рейки, измеренное в направлении, параллельном ее направляющим от центра Оз вала рычага;

i/ нп- угловая координата начала п-го рабочего участка 1-го или 2-го паза, измеряемая от трно в направлении против поворота часовой стрелки;

Фп- угловая протяженность n-го рабочего участка пазов;

$ 0,1,2,... Фп - задаваемые приращения угловой протяженности Фп;

VTI - V2 текущие координатные углы |- для линейных протяженностей LT1 и LT2.

Текущие протяженности LT1 и Т2 и соответствующие им координатные углы г1 и для криволинейных рабочих участков 1-го и 2-го пазов кулачка определяются Q по заданному закону движения рейки с корректировкой кинематических искажений закона, вносимых рычажно-шарнирным контуром привода крючков из следующих соотношений, (фиг. 6) 5Ui.2 U + R2(sin /30 - sin /3), (1)

. г1.2 + Кп Фп - Јтп ,(2)

где вспомогательные параметры определяются из уравнений

ро arcsin A2 L°(3)

5

0

ft у + «1

32

«1 arcsin Yfa (H),

где H +1 - для 1-го паза, H - -1 -для 2-го паза.

y aragЈ-- ---a +R

arccos

(5)

(6)

2 а 1 R 1

ai vЈT+lT.(7)

Sp SHn ± aKS2n(8) где плюс - при перемещении рейки влево, а минус - вправо.

aK 0,5-0,5cos тгКп,(9)

Кп

,

r2R2

Ј™ arctg -p(cos/ o-cos/),(11)

где DA - Оз - Hi, a Hi - глубина пазов.

Начальные данные для расчета пазов кулачка дань: в табл. 3.

Устройство работает следующим образом при шитье книг простыми брошюрными и переплетными стежками.

В верхнем положении каретки крючки повернуты носиком (зевом) к оператору, это положение принимаем за начальное. При 86° крючок совершает 1-й оборот против часовой стрелки на угол yZi 27°. Этот поворот предназначен для растягивания петли, удерживаемой крючком. Затем каретка начинает опускаться вниз, а петля, находящаяся на крючке, скользит вдоль него. Второй поворот крючка также против часовой стрелки должен начинаться после того, как петля перешла на цилиндрическую часть крючка, т.е. при 176°. Второй угол поворота крючка равен у%2 153°, т.е. крючок поворачивается на угол 180° от начального положения УНО -0°. Закончиться второй поворот должен до прижатия 1-й нити петли, растянутой нитеводителем, к телу крючка.

Как показывает наблюдение за работой машины, в процессе шитья петля, удерживаемая крючком и лежащая на фальце тетради, несколько поворачивается в сторону швейной иглы (фиг. 9 и 10). Поэтому при выходе из фальца тетради носик зева крючка может повреждать правую ветвь этой петли (фиг. 10). Для исключения этого явления предназначен третий поворот крючков на угол у2з 13° против часовой стрелки или в сторону расположения иглы. Начинать третий поворот крючков после того, как пер

вая нить растянутой нитеводителем петли вошла в зев крючка на величину Si 1,5 мм, что соответствует (рнз 250° и заканчивать до выхода носика крючка из вершины стола, 5 т.е. при ркЗ 265°; учитывая погрешности и зазоры принимаем, что кз 262°.

Для того, чтобы вновь образованная петля не закручивалась в зеве крючка, последний 4-й поворот крючка необходимо на- 10 чинать после проводки вновь образованной петли через ранее образованную петлю, лежащую на фальце тетради. Поэтому четвертый поворот крючков по часовой стрелке начинается позже, т.е. при рнц 320°. Крюч- 15 ки поворачиваются на 193° и возвращаются в исходное положение уно 0°.

При 2-м обороте главного вала работают 5-8 рабочие участки 1-го паза кулачка и обеспечивают крючкам такие же движения во времени, как и при первом обороте главного вала.

Шитье переставными переплетными стержнями осуществляется при. перестановке ролика в отверстие С рычага ОзБ для взаимодействия с 2-м пазом кулачка (фиг. 2). Перестановка осуществляется, когда механизм находится в положении, соответствующем Фно 0° цикловой диаграммы, т.е. когда совпадают горизонтальные риски кулачков механизмов швейной каретки и вращения крючков.

Геометрическиепараметры VAm , Фп , S2n второго паза такие же, как первого, поэтому и работа механизма аналогична. Однако у второго паза изменены направления пазов относительно правого торца кулачка. При этом особо важное значение имеет направление паза на 4 и 8 рабочих участках.

В том случае, когда швейная игла находится-слева от крючка, последний поворот крючка необходимо осуществлять по часовой стрелке; тогда же швейная игла находится справа от крючка последний 8-й поворот необходимо делать против часовой стрелки.

При таких поворотах крючков нити петель и петли не будут скручиваться, как показано на фиг. 11, при других поворотах крючков (см. фиг. 11) нити и петли закручиваются, что затрудняет затяжку швов. Закрученную нить трудно протягивать через отверстие иглы и вообще осуществлять процесс образования петель и шитья.

Кулачки механизмов качающегося стола, каретки и других механизмов швейного аппарата имеют при изготовлении допуски: на линейные размеры - ± 0,05 мм и на угловые размеры - ± б .

20

25

30

35

40

45

50

55

Пазы кулачка механизма вращения крючков изготавливаются также с достаточно высокой точностью; допуск на линейный размер составляет ± 0,05 мм, а на угловой размер - ± 11.

Однако при определении экспериментальным путем реальных угловых параметров цикловой диаграммы исполнительных механизмов отмечается разброс численных значений угловых координат со средним допуском dc ± 3°, а у некоторых механизмов величина допуска составляет ±5°. Это объясняется неточностью изготовления и сборки узлов, наличием зазоров в зубчатых передачах и других кинематических парах, определенным сочетанием допусков в кинематических цепях. При работе машины на эти параметры будут влиять также эксплуатационные и температурные ошибки.

Выше отмеченные погрешности кулачков, качающегося стола, каретки и других жестко закрепленных на главном валу, компенсируются за счет угловой регулировки кулачка механизма вращения крючков, который устанавливается на вспомогательном валу,

С учетом приведенного, геометрические параметры кулачка 1рнп , ( задаются в интервалах, а не в фиксированных численных значениях.

Обоснуем численные значения интерва- ла на примере параметров УНП . Укп , Пп цикловой диаграммы (ЦД). Начальные рнп и конечные ркп угловые координаты ЦД будем согласовывать с движениями во времени других механизмов швейного аппарата, исходя из условия обеспечения надежного шитья, а также учитывать допуски дс, обуславливаемые погрешностями.

Для того, чтобы нити петель не закручивались на теле крючков и не происходила деформация крючков, крючки целесообразно поворачивать в то время, когда нити пе- тель ослаблены. Для сокращения динамических нагрузок целесообразно, чтобы П смакс стремились к максимуму. Проанализируем рабочие участки цикловой диаграммы механизмов швейного аппарата (фиг. 3 и 12).

1 и 5 рабочие участки, Для угловых параметров ЦД назначены интервалы: 80° 87°; /Ж1 118°; угол ЦД / 80° соответствует началу отхода проталкивающей планки от стопы сшитых блоков, а следовательно уменьшению натяжения петель, удерживаемых крючками в верхнем положении каретки.

5

Конечная угловая координата первого рабочего участка ЦД должна быть меньше к1 118°, так как при ip 118° начинается подъем рычага нитепровода и начинается

затяжка петель.

Второй и шестой рабочий участки: 175° рн2 рн& 192°; 232°; второй поворот крючков должен начаться после того, когда во время опускания каретки в стол

0 петля перешла из зева крючка на его цилиндрическую часть. Закончится второй поворот крючков должен до прижатия верхних нитей петель, растянутых нитеводителем за крючки, к телу крючков, т.е. при рК2 232°,

5 так как при (р 232° нитеводители начинают качание за крючки.

Третий и седьмой рабочие участки: 250° 252°; 265°. Начинать третий поворот крючков необходимо после

0 того, когда первая нить растянутой нитеводителем петли вошла в зев крючка на величину ,5 мм, что соответствует - 250°. Заканчивать этот поворот необходимо тогда, когда носик крючка вышел из фальца тетради, находящейся на вершине качающегося стола, т.е. при кз 265°.

Четвертый и восьмой рабочие участки: 315° ( 325°. Для того, чтобы зап хваченная зевом крючка петля не закручивалась на теле крючка, четвертый поворот крючка необходимо начинать после проводки вновь образованной петли через ранее образованную, лежащую на фальце, тетради, поэтому принято н4 320°; если 320°, будут возрастать динамические нагрузки. Угол j0K4 48°, т.е. поворот должен закончиться до подхода проталкивающей планки к стопе сшитых блоков.

Q При назначении интервалов нп, Пп ЦД устройства также учитывали следующие условия.

1. В область интервалов рнп не должны

входить фиксированные численные значе5 ния цикловой диаграммы известных

швейных аппаратов, при этом

175° рнб 192°;

. 250° рн7 252°: 315° /Ы - 325°

2. Минимальные численные значения 0 интервалов протяженностей рабочих участков ЦД устройства (кроме П-i и Пэ) должны быть больше максимальных значений известных швейных аппаратов, а 14° Пт ПБ 37°, Максимальные значения Пп огра- 5 ничиваются технологическими требованиями: 14° ГН П5 37°; 42° П2 Пе 57°; 9° П3 П7 15°; 58° FU Пе 93°; так как параметры (f)Hn , Пп ЦД задаются профилями пазов кулачка, то основные параметры пазов fan , Фп также задаются в некоторых

интервалах с учетом того, что Фп 0,5 Пп, / н1-4 0,5 н1-4, при этом угловые протяженности рабочих участков пазов кулачка определяются из интервалов: 7° Ф-i Фъ 18,5°; 21° Ъ Фе 28,5°; 4,5° Фз Ф 7,5°; 29° 46,5°. Начальные угловые координаты рабочих участков пазов также определяются из интервалов:

40° VH 43,5°: 87,5° %ч 96°; 125° 126°; 157,5° 1рн4 162,5°; 220° 223,5°; 267,5° e 276°; 305° 306°; 337,5° улн8 342,5°.

Изобретение позволяет:

1. Снизить ускорение рейки крючков на рабочих участках: на 1 и 5 - в 4 раза, на 2 и 6 - в 2 раза и на остальных участках - в 3 раза (фиг. 7). Это приводит к снижению в таком же соотношении динамических нагрузок в приводе, которые значительны (фиг. 8), к повышению долговечности кулачка и других деталей, и как следствие, повышению надежности шитья и производительности машин,

2. Изменение направления поворотов крючков на 4 и 8 рабочих участках приводит к повышению надежности и качества шитья книг переставными переплетными стежками. Формула изобретения Швейный аппарат ниткошвейной машины, содержащий подвижную каретку с держателями для игл и крючков, установленную на каретке рейку, взаимодействующую с закрепленными на валах держателей крючков шестернями с возможностью поворота крючков на углы У2п,где y2i +yl2 + у2з tfSi ; yS 27°; yS + у2з + y2 у2в; и соединенную посредством шатуна с установленным на вспомогательном валу рычагом, имеющим два отверстия для установки

5

5

0

п

с

0

5

0

ролика для взаимодействия с одним из двух профилирующих пазов, закрепленного на промежуточном валу пространственного кулачка, связанного посредством зубчатой пары с главным валом, при этом пазы кулачка имеют постоянные и сопрягаемые с ними криволинейные рабочие участки, на которых линейные протяженности, измеряемые от правого торца кулачка до их центральных осей и соответствующие им координатные углы, отсчитываемые от начальной угловой координаты трно, в направлении против часовой стрелки, переменны и обеспечивают движение рейки во время выстоя каретки по закону периодического движения - диаграмма ускорений - косинусоида, причем каждый рабочий участок пазов с угловой протяженностью Фп и начальной угловой координатой нп имеет левое или правое направление паза по отношению к правому торцу кулачка, при этом у первого паза четвертый и восьмой участки имеют правое, а остальные - левое направление, о.т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности работы углы поворота крючков составляют y2i+у2г 180°; уВ+у2б 180°, при этом 10° у2з у1л 22°, а начальные угловые координаты рабочих участков трнп и их угловые протяженности Фп определяются из интервалов

о, о .

40° н1 43,5°; 87,5° %2 96 125° 126°; 157,5° 162,5 220° 223,5°; 267,5° %& 276°; 305° 306°; 337,5° VHS 342,5°; 7° ф, Ф5 18,5°; 21° /ъ Фь 28,5°; 4,5° Фз Ф 7,5°; 29° Фв 46,5°, при этом 1,2,4,7 рабочие участки второго паза имеют правое, а остальные - левое направление по отношению к правому торцу кулачка.

Таблица 1

Продолжение табл. 1

изобретение относится к полиграфическому машиностроению. Сущность изобретения: швейный аппарат включает подвижную каретку с размещенными в ней горизонтальными планками, на которых установлены патроны с закрепленными в них крючками и иглами, а также установленную в направляющих каретки рейку, взаимодействующую с шестернями, закрепленными на валах держателей крючков, и соединенную шатуном с рычагом, установленным на вспомогательном валу, имеющим два отверстия для установки ролика для взаимодействия с одной из двух дорожек пространственного кулачка, закрепленного на промежуточном валу, который посредством зубчатой пары соединяется с главным валом. При этом каретка, рейка, шатун и рычаг представляют собой рычажно-шар- нирный контур комбинированного механизма привода крючков, содержащего в своем составе и пространственный кулачковый механизм. Пазы кулачка имеют чередующиеся постоянные и криволинейные рабочие участки, на которых текущие линейные протяженности , Lr2, измеряемые от правового торца кулачка до их центральных осей, и соответствующие им координатные углы Vn . Vr2. отсчитываемые от начальной угловой координаты трно в направлении против часовой стрелки, переменны и обеспечивают движение рейки по закону - диаграмма ускорений - косинусоида во время выстоя каретки. Каждый рабочий участок пазов имеет начальную угловую координату нп, угловую протяженность Фи, а также левое или правое направление паза по отношению к правому торцу кулачка, при этом у первого паза 4-й и 8-й участки имеют правое, а остальные левое направление. Текущие значения LTi,2 рассчитываются по заданному закону движения рейки с корректировкой кинематических искажений закона, вносимых рычажно-шарнирным контуром, Угловые параметры и Фп определяются из следующих интервалов: 40° #м 43,5°; 87,5° 2 96°; 125° нз 126,5°; 157,5° н4 162;5°; 220° 223,5°; 267,5° 6 276,0°; 305° н7 306°; 337,5° #я 342,5°; 7° Ф1 Фб 18,5°; 21° Фг Фб 28,5°; 4,5° Фз Ф 7,5°; 29° ФА Фз 46,5°, при этом 1,2,4, 7-й рабочие участки второго паза направлены вправо, а остальные участки направлены влево от правого торца кулачка, при этом углы поворота крючков составляют yZi +y2z 180°; у2з + ySs 180°; . 3 табл. 12 ил. (Л С V| ICO М о со

Таблица 2

Продолжение табл. 2

Начальные данные для расчета кулачка механизма вращения крючков

Продолжение табл.2

Таблица 3

Продолжение табл. 3

9т

JV

Фиг.9

Фиг.Ю

Фиг.#

Фи.&