Уровни виброактивности и звукоизлучения является одним из показателей конкурентоспособности как действующего, так и проектируемого промышленного оборудования.
Большинство исследований, посвященных проблемам шума и вибрации машин, отражающие методы и средства их снижения следует отметить работы А. И. Щукина, Чойдон Уранбилгээ, С. П. Кириллова, Е. А. Маракушева и др. Их анализ позволяет выделить следующие направления работ по снижению вибрации и шума швейного оборудования: подавление шума и вибрации в источнике их возникновения, с целью чего используются конструктивные, технологические и другие решения; уменьшение потока вибрационной энергии на пути ее прохождения вблизи источников, заключающееся во всесторонней виброизоляции и звукоизоляции; применение средств вибродемпфирования и звукопоглощения.
Высокоскоростные швейные машины являются достаточно мощным источником шума и вибрации. Швейное производство отличается монотонностью операций, их частой повторяемостью, что способствует утомляемости оператора. В то же время работа на швейных машинах требует повышенного внимания. Исследования показали, что вибрация и шум ухудшают условия и качество труда. Принятые нормы шума на рабочем месте, равные 80...95 дБ, в настоящее время уже не удовлетворяют современным санитарно — гигиеническим требованием и нуждаются в пересмотре в сторону снижения. Таким образом, производство выдвинуло задачу максимального снижения интенсивности вибрации и шума. Исследования показывают, что эффективность мероприятий по снижению механического шума действующего оборудования весьма ограниченна и обусловлена возможностью конструктивных изменений его узлов, поэтому снижения механического шума машин следует добиваться, на стадии их проектирования. Поэтому без создания соответствующих динамических и математических моделей позволяющего дать анализ разрабатываемой конструкции, достижение цели не представляется возможным.
Для достижения цели мы сначала проводили кинематический, конструктивный и кинетостатический анализ динамической модели механизма перемещения материала, определяя ее параметров и математического моделирования собственных и вынужденных колебаний механизма. Динамическое исследование привода исполнительных механизмов швейной машины на базе 1022 класса, включающее определение спектра частот возбуждаемых крутильных колебаний, составляющих амплитуд виброперемещений и виброскоростей элементов привода, оценку виброактивности возможных вариантов исполнения привода по критерию кинетической энергии. Проведенные нами кинематическое, конструктивное и кинетостатическое, а также динамическое анализы дали обеспечение для решения задач виброакустического анализа механизмов в совокупности которого составляет методическую базу для проектирования и модернизации привода исполнительных механизмов промышленных швейных машин.
Виброизоляция достигается путем уменьшения коэффициента прохождения акустической энергии при введении упругих виброизолирующих прокладок, акустических мостиков на путях распространения структурного шума от корпуса швейной машины к рабочему столу. В настоящее время в швейных машинах широко применяются различные виброизолирующие материалы: губчатые резины, губчатый каучук, пенопласт, поролон, войлок волосяной, картон и др. При исследовании виброизоляция корпуса промышленных швейных машин от промышленного стола, выполненная из мягкой резины, приводит к снижению шума на низких частотах на 10...20 дБ. Приведенные экспериментальные данные показывают, что применение этих резиновых виброизоляторов на машине 1022 класса дали уменьшение локальной вибрации стола швейной машины в диапазоне частот 8–1000 Гц до значений ниже нормативных. Кроме этого предлагается амортизатор, устанавливающийся под ножками стола швейной машины. Амортизатор включает в себя корпус прямоугольной формы размеров 1,25x0,6 м. Такой размер обеспечивает установку всех четырех ножек на один амортизатор. В корпусе помещается пористый материал плотностью 50 кг/м. На пористый материал укладывается лист материала из прессованного дерева толщиной 3 см. Метод вибропоглощения заключается в нанесении на вибрирующие металлические поверхности специальных материалов с большими внутренними потерями колебательной энергии. В результате этого увеличивается коэффициент её потерь, подавляются резонансные колебания конструкции, уменьшается передача звуковой энергии от места возбуждения к месту излучения.
Важным условием получения качественной строчки на швейной машине с реечным механизмом транспортирования ткани является постоянство и надежность контакта рейки с тканью во время транспортирования. К устройствам перемещения материла на швейной машине и может быть использована при конструировании кулачковых механизмов в других областях промышленности. Устройство позволяет снизить контактные напряжения и обеспечить плавность хода механизма передвижения ткани. Для этого в механизме перемещения материала швейной машин, содержащем рейку, кинематически соединенную с трехцентровым кулачком главного вала посредством вилки-рычага, коромысла вала продвижеия, тяги и кривошипа, в вилке-рычаге установлен сухарь с отверстием эллипсовидной формы, в котором расположен трехцентровый кулачок. Механизм перемещения материала швейной машины содержит зубчатую рейку, жестко закрепленную на вилке-рычаге. В вилке-рычаге, шарнирно соединенном с коромыслом, закрепленным на валу продвижения, установлен сухарь с эллипсовидным отверстием в виде оживального цилиндра. В сухаре расположен трехцентровый кулачок, жестко закрепленный на главном валу. Коромысло связано с главным валом посредством шатуна и кривошипа через вращательные кинематические пары В и А.
Механизм перемещения материала в швейной машине работает следующим образом: при вращении главного вала с трехцентровым кулачком, сухарь совершает возвратно-поступательное движение относительно вилки-рычага и приводит ее в возвратно-качательное движение относительно коромысла, перемещая рейку в вертикальном направлении. Коромысло приводится в движение посредством шатуна и кривошипа 8, перемещая вилку с рейкой в горизонтальном направлении.
Подбор оптимальных параметров осуществляется в соответствии с классом машины и требуемых величин отклонения рычагов, исходя из следующих ограничений: радиусы профиля оживального цилиндра должны соответствовать большим радиусам профиля трехцентрового кулачка. Исходя из требований технологического характера, требуемая траектория движения рейки состоит из следующих участков. Рейка из точки а поднимается вертикально над уровнем игольной пластины Н-Н до точки b и зажимает материалы между зубцами и нижней плоскостью прижимной лапки. Участок b-d соответствует перемещению зафиксированных материалов рейкой на заданную величину. Рейка двигается параллельно поверхности игольной пластины из точки Ъ до точки ів требуемом направлении перемещения материалов. Рейка опускается вертикально из точки d до точки е. На участке холостого хода два варианта движения рейки:
- рейка двигается по траектории, являющейся зеркальным отображением траектории на участке a-b-d -е;
- рейка двигается по произвольной траектории. Нами исследовалась возможность обеспечения требуемой траектории рейки во время рабочего хода путем применения трехцентрового кулачка взамен эксцентрика в цепи подъема в базовом механизме.
Указанная задача рассматривается на примере механизма транспортирование ткани швейных машин 1022 класса с челночным преплетением. В данной машине мы предлагаем заменит кривошип с трехцентровым кулачком с качающейся вилкой.
Трехцентровые кулачки используются в приводе механизмов швейных машин для обеспечения движения их рабочих органов с выстоями в крайних положениях: движение толкателя происходит по циклограмме «прямой ход -выстой — обратный ход — выстой». Достоинство этих кулачков заключается в том, что они позволяют выполнить толкатель в форме вилки. Полученные результаты показывают, что движение толкателя осуществляются с мягким ударом, то есть механизм в некоторой области частот вращения кулачка может быть источником повышенной вибрации и шума, излучаемого машиной, которой он используется. В результате исследований был синтезирован новый механизм транспортирования ткани в габаритах аналогичного механизма транспортирования ткани швейной машины базы 1022 класса, с заданными технологическими и конструктивными параметрами, с прямолинейным и практически параллельным игольной пластине участком движения среднего зуба Т зубчатой рейки.
