МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
УДК 685.31: 65.011
На правах рукописи
Таукебаева Кунсулу Сатхановна
CОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ 550 КЛ. ДЛЯ ОКАНТОВКИ ДЕТАЛЕЙ ОБУВИ
05.02.13 – Машины и агрегаты легкой промышленности
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Алматы – 2010г.
Работа выполнена в АТД «Сымбат»
Научный д.т.н., профессор Аманов Толеубай Юлдашевич
руководитель
Официальные оппоненты:
|
д.т.н., профессор Бахадиров Гайрат Атаханович
|
|
к.т.н. Лысенко Виктор Степанович
|
Ведущая организация:
|
Институт механики и машиноведения
им У.А. Джолдасбекова.
|
Защита состоится «____»________________ 2010 г. в «______» часов на заседании объединенного совета ОД 55.01.01 при АТД «Сымбат», по адресу: 050004, г. Алматы, ул. Жибек жолы, 65а, 205 ауд., web-saite: http: symbat.kz
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АТД «Сымбат»
Автореферат разослан «____»________________ 2010 г.
Ученый секретарь объединенного
диссертационного совета ОД 55.01.01
д.т.н., профессор М.М. Шукуров
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ
Актуальность работы. Создание высокоэффективной технологии и средств, позволяющих производить окантовку деталей без участия оператора в процессе ориентирования и перемещения их относительно рабочего органа машины, являются большим резервом роста производительности труда, повышения качества продукции, снижения трудозатрат, а также улучшения условий труда.
Научно-технические основы создания высокоэффективной технологии и средств, выполняющих эти технологии автоматизированных машин заложены в работах многих зарубежных ученых и ученых стран СНГ.
Вместе с тем, следует отметить, что вопросы, связанные с автоматизированным выполнением операций окантовки изделий, изучены не достаточно, хотя и являются перспективными. Решение данной проблемы требует проведения комплексных теоретических и экспериментальных исследований на базе современных представлений теорий проектирования. Поэтому, разработка машин для автоматизированной окантовки деталей обуви - является актуальной. Решение указанной научной проблемы имеет важное научно-техническое значение.
Степень изученности проблемы. Разработанные к настоящему времени автоматизированные машины для реализации окантовки деталей обуви, разнообразны по используемым рабочим органам и характеру движения деталей. Однако далеко не всегда обладают требуемой технологической гибкостью, часто сложны по конструкции и в обслуживании, и, как правило, имеют большую стоимость.
В связи с этим, создание простого по конструкции, надежного в эксплуатации и технологически гибкого средства, выполняющего эту технологию, является наиболее экономичным путем решения задачи автоматизации сборки изделия.
Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР.
Направление диссертационной работы утверждено Советом Таразского государственного университета (ТарГУ) имени М.Х.Дулати в соответствии с заданиями МО и Н РК, Гос. рег. №4, 19.12.03; XI.2к.1 - «Автоматизация процесса шитья с использованием фрикционно-транспортно-ориентирующих устройств (ФТОУ)» с 1988 по настоящее время.
Цель исследования. Разработка высокоэффективной технологии и средств, выполняющих эту технологию – совершенствование механизма транспортирования машины 550 кл для автоматизированной контурной окантовки деталей изделия ЛП и практических методик их использования в различных сферах приложения.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- системный анализ технологических процессов и оборудования ЛП;
- анализ методов моделирования контуров деталей изделия ЛП;
- теоретическое обоснование закономерности между технологией автоматизированного ориентирования деталей изделия ЛП, различных по контуру и размерам, и автоматизированных средств для их реализации;
- разработка методики для теоретического и экспериментального исследования процесса автоматизированной контурной окантовки деталей при их ориентировании с применением созданного устройства, на основе которых определить факторы, влияющие на этот процесс, подобрать оптимальные параметры, обеспечивающие безотказную, качественную работу автоматизированной машины;
- расширение технологических возможностей АОМ550 для автоматизированной контурной обработки деталей при их окантовке, предложить рекомендации для построения оптимальных систем АОМ550 с научно обоснованными параметрами, учитывающими технологические особенности контурной окантовки деталей и внедрить полученные результаты в практику.
Объект и предмет исследования. АОМ550 на базе вновь созданного способа и устройства для автоматизированной контурной окантовки деталей изделия ЛП.
Методы исследования. Теоретические исследования были проведены с использованием известных положений теории машин и механизмов, методов математического моделирования процессов. Экспериментальные исследования проведены в лабораторных и производственных условиях с использованием современной измерительной аппаратуры и видеотехники. При описании экспериментальной зависимости были использованы численные методы Math Cad, Maple 6.
Основные положения, выносимые на защиту:
- вопросы теории проектирования АОМ550 для автоматизированной сборки деталей изделия ЛП, предусматривающие создание автоматизированной машины АОМ550, обеспечивающей выполнение технологического процесса контурной окантовки деталей обуви различных контуров и размеров;
- методы обеспечения заданной точности технологических процессов – автоматизированной контурной окантовки деталей обуви, во время работы АОМ550, основанных на создании АОМ550 для выполнения различных операций контурной окантовки, обеспечивающих контроль взаимного расположения собираемых деталей;
- новый способ и техническое средство ориентирования деталей относительно рабочего органа шьющей головки АОМ550, обеспечивающие безотказность и качество выполнения процесса - контурной окантовки обуви.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- разработаны научные основы создания АОМ550, на базе вновь разработанного способа и устройства для его реализации, содержащие математические модели процессов ориентирования, контурной окантовки и новые технические решения, позволяющие создать технологические оборудования для автоматической контурной окантовки обуви;
- разработан новый способ и устройство для контурной окантовки заготовок изделия;
- получена математическая модель, определяющая динамику процесса ориентации детали относительно рабочих органов швейной машины, при автоматизации процесса контурной обработки с использованием АОМ550 и на основе решения задачи обоснованы рабочие параметры системы;
- установлен критерий для оценки качества контурной обработки в виде эквидистантности строчек, позволяющий при исследованиях учитывать свойства материала детали и научно обосновано выбрать параметры АОМ550;
Научная и практическая значимость результатов исследования. Научно-практические разработки, позволяют решать комплексно конкретные задачи моделирования и оптимизации АОМ550 для ЛП, исходя из необходимости интеграции науки, производства и образования. Эти разработки могут быть использованы при:
разработке новой и совершенствовании существующей техники для ЛП;
разработке учебно-методической документации для ВУЗов и колледжей;
подготовке кадров для ЛП.
Реализация результатов. Разработанные АОМ550 прошли производственные испытания в ряде фабрик РК. Практическая значимость работы подтверждается эффективностью внедрения ее результатов на:
Таразской фабрике ПОШ (Казахстан);
ТОО «Мирас» (г.Тараз, Казахстан);
ТОО «Володя и К» (Жамбылская область, Казахстан);
Таразском институте МКТУ имени А.Ясави, Тараз;
Таразском инновационно-гуманитарном университете, Тараз;
Професиональном колледже, Казбизнесколледже, Тараз;
В средних школах №53, 26, г.Тараза.
Результаты научных исследований используются в учебном процессе вузами РК. По теме диссертации подготовлен проект, который включен в Каталог инновационных проектов Ассоциации вузов РК (2004,2005).
Апробация работы проводилась в РК и СНГ. Основные результаты докладывались и получили положительную оценку на: Международной выставке- «Атакент» (Алматы, 1998); производственных совещаниях фабрик (г. Тараз, Казахстан); Международных научно-технических и методических конференциях (г.Шымкент, 1997; г.Алматы, 2003- 2010; г.Шахты, 2004 - 2006; г.Каунас, 2004; г.Кызыл-Орда, 1997; г.Тараз, 1987-2010).
Конструкторские разработки защищены 5-ью патентами РК. Документы, подтверждающие апробацию работы, эффективность ее внедрения в промышленность и учебный процесс, приведены в приложении.
Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 5 изобретений, 1 монография, 1 учебное пособие.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников из 142 наименований, включая 39 рисунков, 7 таблиц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
В первой главе рассмотрена общая характеристика объектов обработки и анализ технологического процесса автоматизированной сборки изделия ЛП. В главе дается анализ существующих технологических процессов автоматизированной окантовки деталей обуви, но значительный разброс их размерных показателей требует совершенствования этого процесса и разработки специализированного оборудования – АОМ550, обеспечивающего стабильное качество и безотказное протекание процесса окантовки деталей обуви.
Проблемами автоматизации выполнения контурных строчек на деталях одежды, обуви и кожгалантерейных изделиях занимаются научно-исследовательские, проектные и учебные организации России: ВНИИЛТЕКМАШ, ЦНИИШП, ЦНИИКП, МГУДТ, Украины: КТИЛП и зарубежные организации.
Научно-технические основы создания устройства для перемещения и ориентации объектов контурной обработки в технологических машинах ЛП заложены в работах известных ученых Капустина И.И., Комиссарова А.И., Сторожева В.В., Новогородцева В.А., Лопандина И.В., Сункуева Б.С., Мокеевой Н.С., Тонковида Л.А., Железнякова А.С., Досхожаева Д.Т., Каплина Л.А., Джалилова А.Х., Зак И.С., Жукова В.В., Козлова А.С., Баубекова С.Д. и др.
Технологическим проблемам автоматизации процесса сборки заготовок отрасли посвящены исследования Зыбина Ю.П., Фукина В.А., Кобляковой Е.Б., Кокеткина П.П., Пискорского Г.А., Сторожева В.В., Гусарова А.В., Ураидмкопели Т.Д., Полухина В.П., Эскина Н.Ю., Гуменного Н.А. и др.
В общем виде технологический процесс автоматической окантовка деталей включает следующие элементы: подача деталей на позицию окантовки; относительное ориентирование деталей; сопряжение; скрепление.
В работе предлагается АОМ550 для автоматизации процесса контурной окантовки деталей изделий ЛП.
Отличительными особенностями этого устройства является простота конструкции, надежность работы и обеспечение высокой точности выполнения технологической операции, а также технологическая гибкость, то есть без дополнительной переналадки конструкции машин можно выполнять контурные окантовки различной кривизны, так как контур является программой для работы АОМ550.
Что касается разработанных к настоящему времени устройств ориентации можно отметить, что основными из используемых в них способов ориентации обрабатываемых деталей являются:
поступательное перемещение, включая перемещение по двум координатам;
вращение относительно неподвижной оси;
вращение относительно подвижной оси.
Наиболее распространенным способом ориентации детали относительно рабочих органов машины является ее поворот вокруг мгновенного центра вращения (МЦВ), который реализуется в двух вариантах:
лежащих вне зоны взаимодействия рабочего инструмента с деталью;
лежащих в зоне взаимодействия.
Данный способ представляется нам наиболее перспективным, тем более, что в ряде случаев он позволяет устройству ориентации обойтись без системы управления, эти преимущества, обусловленные данным обстоятельством, сомнений не вызывают.
На рис. 1 приведена структурная схема устройства, предложенного автором; на рис. 2 – способ окантовывания деталей с положительной кривизной контура; на рис. 3 – способ окантовывания деталей с отрицательной кривизной контура; на рис. 4 – способ окантовывания с прямым контуром.
Устройство состоит из механизмов отклоняющей иглы вдоль направления строчки (рис. 1), основной рейки 2, дополнительной рейки 3, Т-образного рычага 4, шарнирно соединенной с одной стороны с основной рейкой 2, а с другой - с соединительным звеном 5, установленным в определенном месте, т.е. на одной линии с рычагом 4 (как показано на рис.1), преодолевая сопротивление пружины 6 (7,8), начинает поворачиваться вокруг иглы 1 до соприкосновения с упором 9 . При этом знак и величина поворота зависит от кривизны контура детали, причем повороты осуществляются до соприкосновения края детали с положением 2-2, т.е. до соприкосновения края детали с упором в точке Е. Так, центр детали О1 с кривизной «+r» переместится в т. О2, эта же точка является центром мгновенного вращения детали Р1, которая находится в пересечении вертикали векторов скоростей VA, VB, VE, и VC (см. рис. 2). Поворотное движение детали стало возможным благодаря шарнирно соединенному Т- образной рамой АВС и соединительному звену СД, кинематически связанного с пружиной ДК, которые в конце ориентирования детали занимают новые положения А1В1С1Д1К.
В случае окантовывания детали с контуром «-r» (рис. 3), деталь из положения 1-1 (рассматриваем случай, тогда в начале цикла ошибка установки детали под рабочие инструменты, отсутствует) перемещается иглой и основной рейкой А на величину шага строчки в т. А1 на угол - ψ, тем самым перемещая деталь в положение 2-2. Так, центр детали т. О1 переместится в т. О2, а устройство занимает новые положения А1В1С1Д1К (см. рис.3).
В случае окантовывания детали с прямым контуром, т.е. r=¥ (рис.10), деталь, после соприкосновения края детали с упором перемещается прямолинейно, а скорости VA, VB, VE, и VC параллельны направлению строчки. После перемещения детали на шаг строчки устройство занимает новые положения А1В1С1Д1К (см. рис.4). Если учесть, что контуры деталей, применяемых на производстве, можно описать выше перечисленными контурами или их комбинациями, а механизм обеспечивает постоянный контакт края детали на каждом шагу
Рисунок 1 - Структурная схема окантовочного автомата – (Патент РК №9529)
Рисунок 2 - Процесс ориентирования выпуклого контура (+ρ).
Рисунок 3 - Процесс ориентирования вогнутого контура (- ρ).
Рисунок 4 - Процесс ориентирования прямого контура.
стежка, то контурная обработка детали любого контура выполняется автоматически.
Достарыңызбен бөлісу: |