• No results found

OPTIMALIZACE A ANALÝZA MECHANISMU PŘEDÁVÁNÍ JEHLY ŠICÍHO STROJE

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "OPTIMALIZACE A ANALÝZA MECHANISMU PŘEDÁVÁNÍ JEHLY ŠICÍHO STROJE "

Copied!
43
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Fakulta strojní

Katedra textilních a jednoúčelových strojů Studijní rok 2010/2011

Studijní program: M 2301 Strojní inţenýrství

Obor: 2302 T010 Konstrukce strojů a zařízení

Zaměření: Textilní stroje

OPTIMALIZACE A ANALÝZA MECHANISMU PŘEDÁVÁNÍ JEHLY ŠICÍHO STROJE

OPTIMIZATION AND ANALYSIS OF THE NEEDLE TRANSFER MECHANISM

Bc. Zbyněk Vondra

KTS – M254

Vedoucí diplomové práce: prof. Ing. Jaroslav Beran, CSc.

Konzultant diplomové práce: Ing. Jiří Komárek

Počet stran: 43 V Liberci dne 27.5.2011

(2)
(3)

Byl jsem seznámen s tím, ţe na mou diplomovou práci se plně vztahuje zákon č, 121/2000 Sb. o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.

Beru na vědomí, ţe Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv uţitím mé diplomové práce pro vnitřní potřebu TUL.

Uţiji-li diplomovou práci, nebo poskytnu-li licenci k jejímu vyuţití, jsem si vědom povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto případě má TUL právo ode mne poţadovat úhradu nákladů, které vynaloţila na vytvoření díla, aţ do jejich skutečné výše.

Diplomovou práci jsem vypracoval samostatně s pouţitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím diplomové práce a konzultantem.

Datum

Podpis

(4)

I have been notified of the fact that Copyright Act No. 121/2000 Coll. applies to my thesis in full, in particular Section 60, School Work.

I am fully aware that the Technical University of Liberec is not interfering in my copyright by using my thesis for the internal purposes of TUL.

If I use my thesis or grant a licence for its use, I am aware of the fact that I must inform TUL of this fact; in this case TUL has the right to seek that I pay the expenses invested in the creation of my thesis to the full amount.

I compiled the thesis on my own with use of the acknowledged sources and on the basis of consultation with the head of the thesis and consultant.

Date

Signature

(5)

za cenné rady, které mi vţdy ochotně poskytovali a za trpělivost, kterou se mnou při tvorbě mé diplomové práce měli.

Největší díky patří mým rodičům, kteří mě po celou dobu studia podporovali.

(6)

Diplomová práce se zabývá analýzou a optimalizací mechanismu předávání jehly šicího stroje. Nejprve je provedena rešerše jehelních mechanismů šicích strojů. Následuje sestavení dynamického modelu mechanismu předávání jehly a analýza dynamického modelu mechanismu předávání jehly. Poté optimalizace systému pro předávání jehly.

Nakonec experimentální ověření dosaţených výsledků. Vše bylo provedeno pomocí software Pro/E v modulu Mechanism.

Anotation

Diploma work deal with optimization and analysis of the needle transfer mechanism. Firstly background research needle mechanisms of sewing machina is made.

The next step is assemblage dynamic model of needle transfer mechanism and analysis dynamic model of needle transfer mechanism. Then optimization needle transfer system.

At the end experimental attestation aquaired results is made. Everything is made with software Pro/E modul Mechanism.

(7)

šicí

mechanismus optimalizace jehelní tyč

Key words:

needle sewing mechanism optimization needle rod

(8)

Seznam použitých symbolů ... 9

Úvod ... 10

1 Rešerše jehelních mechanismů šicích strojů ... 11

1.1Mechanismy hlavního pohybu jehly ... 11

1.1.1 Mechanismy hlavního pohybu jehly s trajektorií přímou ... 11

1.1.2 Mechanismy hlavního pohybu jehly s trajektorií obloukovou ... 14

1.2 Mechanismy doplňujícího pohybu jehly ... 16

1.2.1 Mechanismus s výkyvem jehly ve směru šití – jehelní podávání... 16

1.2.2 Mechanismus s výkyvem jehly v příčném směru ke směru šití ... 17

2 Sestavení dynamického modelu mechanismu předávání jehly ... 18

2.1 Popis jehelní tyče a parametrů ... 20

2.2 Závislost nastavení otvíračů na mezeře mezi kuličkami ... 24

3 Analýza dynamického modelu mechanismu předávání jehly ... 25

3.1 Analýza stávajícího stavu ... 26

3.2 Analýza pro vzdálenost plášťů původní konstrukce ... 27

3.3 Analýza se zkráceným jehelním válečkem ... 29

3.4 Analýza s různou tuhostí pružin ... 30

3.5 Analýza změny hmotnosti jehelního válečku ... 32

3.6 Analýza změny nastavení otvírače ... 33

4 Optimalizace systému pro předávání jehly ... 35

4.1 Porovnání stávajícího a navrženého řešení ... 35

4.2 Návrh minimalizace kontaktní síly mezi kuličkou jehlou pomocí permanentních magnetů ... 38

5 Experimentální ověření dosažených výsledků ... 39

5.1 Funkční model ... 39

5.2 Experimentální ověření výsledků ... 40

Závěr ... 42

Seznam použité literatury: ... 43

(9)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 9

Seznam použitých symbolů

Označení Název Jednotky

a zrychlení [m.s-2]

s dráha [m], [mm]

n otáčky [ot.min-1]

v rychlost [m.s-1]

m hmotnost [Kg], [g]

F síla [N]

c tuhost [N.mm-1]

T perioda [s-1]

φ úhel [rad]

t čas [s]

U napětí [V]

ε úhlové zrychlení [rad.s-2]

(10)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 10

Úvod

„První pokus nahradit zdlouhavé ruční šití, šitím strojním, se datuje do roku 1755, kdy dostal Charles Friedrich Weisenthal v Anglii patent na šicí stroj, který pracoval s jehlou na obou koncích zašpičatělou a s ouškem uprostřed. Tato jehla byla pouţita i některými pozdějšími vynálezci. Dnes se této jehly pouţívá u strojů na imitaci ručního stehu. Roku 1800 zkonstruoval Baltazar Krems řetízkový šicí stroj, který měl jehlu s ouškem u hrotu. Podstatný zvrat však nastal roku 1845, kdy Eliáš Howe vynalezl šicí stroj, který vytvářel dvounitný návazný steh, vyuţíval Kremsovu jehlu a lodičkový

člunkový podávací systém.“[1]

„Snaha dnešních výrobců šicích strojů je sniţovat časy v šicím procesu a tím zvyšovat produktivitu šití. Další důleţité poţadavky, které by měly dnešní šicí stroje splňovat, jsou tichý chod, minimální chvění, dlouhá ţivotnost pouţitých mechanismů a snadná obsluha stroje.“ [1]

Tyto poţadavky platí i pro experimentální model šicího stroje vytvořeného na katedře textilních a jednoúčelových strojů, Technické Univerzity v Liberci. Jedná se o model vycházející z dekorativního šicího stroje DECO 2000, s pouţitím elektronicky řízených pohonů.

Úkolem této diplomové práce je provést rešerši jehelních mechanismů šicích strojů.

Sestavit matematický model pro dynamickou analýzu mechanismu předávání. Analyzovat chování mechanismu při změně parametrů nastavení. Optimalizovat předávací mechanismus a provést experimentální ověření na funkčním modelu.

(11)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 11

1 Rešerše jehelních mechanismů šicích strojů

Mechanismy pro pohyb šicí jehly musí splňovat všechny nutné parametry pro bezchybné vytváření stehu. Pohyby těchto mechanismů jsou časově svázány s ostatními mechanismy šicího stroje, které spolupracují při tvorbě stehu. Jehla prochází šitým materiálem a zanechává pod materiálem očko z šicí nitě, která je následně zachycena hrotem stehotvorného ústrojí. Hlavní pohyb jehly při této operaci můţe být s přímočarou nebo obloukovou trajektorií. Jehla vedle svého hlavního pohybu můţe vykonávat různé doplňující pohyby v závislosti na poţadovaném způsobu šití.[2]

1.1Mechanismy hlavního pohybu jehly

Mechanismy hlavního pohybu jehly lze dělit dle konané trajektorie hlavního pohybu jehly. Na mechanismy s přímou trajektorii a mechanismy s obloukovou trajektorií.[3]

1.1.1 Mechanismy hlavního pohybu jehly s trajektorií přímou

Většina šicích strojů pracuje s pohybem jehly přímočarým, posuvným a vratným.

Realizace těchto pohybů můţe být následující:

Dvouramenná páka Obr. 1 – dvouramenná páka 5 je otočně uloţena na kulovém čepu 6 uloţeném v rámu stroje. Pohyb na rameno páky se přenáší prostřednictvím ojnice 7 z lomeného hlavního hřídele 8. Druhé rameno páky 5 přenáší kývavý pohyb přes menší ojnici 4 na unášeč 3 jehelní tyče, která je vedená ve dvou kluzných pouzdrech 9. Ve spodní části jehelní tyče je jehla 1 zajištěna šroubem.[3]

Obr. 1: Mechanismus s dvouramennou pákou

(12)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 12 Kývavý hřídel Obr. 2 – kývavý hřídel 1 je uloţený v horní části rámu stroje rovnoběţně s dolním, hlavním hřídelem. Na obou dvou stranách je ukončený pákami 3 a 5. Pohyb pravé páky 3 vychází z výstředníku 4 hlavního hřídele přes ojnici 2. Na unášeč 8 jehlové tyče 9 přenáší pohyb levá páka 5 přes malou ojnici 6, která je v unášeči 8 zajištěna spojovacím čepem 7.[3]

Obr. 2: Mechanismus s kývavým hřídelem

Klikový centrický mechanismus Obr. 3 – klika 2 se otáčí společně s horním hřídelem 1. Unášeč jehelní tyče 5 je spojený s klikou 2 přes ojnici 4 čep 3. Podobně jako u předchozích mechanismů je unášeč 5 uchycený pomocí šroubu na jehelní tyč a přímočarý pohyb j e zajištěn v pouzdrech 8. Unášeč je k jehelní tyči přichycen šroubem přes svorku 6. Sníţení hlučnosti a zajištění jehelní tyče proti pootočení je realizováno pomocí kamene 10, který se pohybuje ve vedení 9 spojeným s rámem stroje. Tento mechanismus je velmi jednoduchý, a proto převládá u šicích strojů.[3]

(13)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 13

Obr. 3: Klikový centrický mechanismus

Speciální řešení – pouţívané u strojů imitujících ruční šití. Pohyb jehly je přímočarý, ale jehla musí být přemístěna z jedné strany materiálu na druhou. Pro realizaci se vyuţívá dvou moţností:

- jehla s jedním hrotem, s očkem na opačném konci - po prošití materiálu se musí zabezpečit její otočení hrotem směrem k materiálu, aby mohla projít nazpět

- použití plovoucí jehly - jehla s očkem uprostřed a na obou koncích vybavena hroty, přemísťuje se bez otáčení – (šicí stroj DECO 2000 vyuţívá systému dvou jehelních tyčí, které si navzájem předávávají jehlu, jehelní tyče jsou řízeny vačkou)

- plovoucí jehla a servopohony Obr. 4 – dvě jehelní tyče 4, horní a dolní, mají kaţdá svůj vlastní servopohon 1, rotační pohyb je převáděn na posuvný vratný pomocí klikového mechanismu, kliky 2 a ojnice 3. Mechanismus uvolňuje jehlu pomocí otvírače 5 nárazem o rám stroje. 6 je šitý materiál. Servopohony se pouze natáčí o nastavený úhel tam a zpět – (experimentální řešení katedry textilních a jednoúčelových strojů, cíl této práce)

(14)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 14

Obr. 4: Schéma experimentálního řešení katedry textilních a jednoúčelových strojů

1.1.2 Mechanismy hlavního pohybu jehly s trajektorií obloukovou

Jehly v těchto mechanismech mají obloukový tvar a pohybují se po obloukové dráze. Oblouková dráha můţe být vykonávána:

V rovině kolmé na směr podávání Obr. 5 – způsob pouţívaný v zapošívacích strojích. Jehlou 1 upnutou v drţáku 2 pohybuje páka 3. Páka 3 je poháněna z kývavého vodorovného hřídele 4, který je zde místo jehelní tyče. Hřídel je přes páku a ojnici připojený k výstředníku hlavního hřídele. [3]

(15)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 15

Obr. 5: Rozvod obloukového pohybu jehly

V rovině rovnoběžné se směrem podávání Obr. 6 – jehla je upnutá přímo v rameni obloukové páky1. Páka se pohybuje kolem čepu 2, který je poháněn ojnicí 3 z výstředníkového hlavního hřídele 4. [3]

Obr. 6: Rozvod obloukového pohybu jehly v rovině rovnoběžné se směrem podávání

(16)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 16

1.2 Mechanismy doplňujícího pohybu jehly

1.2.1 Mechanismus s výkyvem jehly ve směru šití – jehelní podávání Jehla se po zapíchnutí do materiálu vykývne ve směru šití, tím zajišťuje plynulé podávání materiálu. Jehelní tyč je uloţena v drţáku jehelní tyče 1, ten se p o h yb u j e kývavým pohybem kolem čepu 3, na kterém je uloţen pomocí náboje 2. Drţák jehelní tyče 1 umoţňuje svou konstrukcí kromě hlavního pohybu také doplňující pohyb jehelní tyče. Hlavní pohyb jehelní tyče v drţáku 1 koná centrický klikový mechanismus, doplňující pohyb vychází z podávacího mechanismu na hřídel jehelního podávání 8. Na hřídeli 8 je vsazena klika 7, na ni kámen 5 pomocí čepu 6. V dolní části drţáku je nálitek s dráţkou pro uloţení kamene 5. V zadní části drţáku je vedení 9 umoţňující pohyb drţáku v kolmém směru Obr. 7.[3]

Obr. 7: Mechanizmus s výkyvem jehly ve směru šití

(17)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 17 Vázaný a řetízkový steh vyţaduje uloţení jehelní tyče tak, aby kromě hlavního pohybu byl umoţněn také pohyb vedlejší do stran v rovině kolmé na směr podávání. Pro široký rozpich musí být jehla přesunutá do krajní polohy z a dobu svého pohybu nad materiálem. Jinak by docházelo k ohýbání jehly. Dosaţení výkyvného pohybu jehly umoţňuje několik typů drţáků a mechanismů. Ty jsou poháněny pomocí, nejčastěji trojbokých, vaček přes pákový převod Obr. 8. Drţák 1 jehelní tyče 2 je spojen s táhlem 3, které zakončené vidlicí 4 obepíná trojbokou vačku 5. Trojboká vačka 5 je na hřídeli kolmém k hlavnímu hřídeli 6 poháněném šroubovými ozubenými koly s převodem 2:1. Na táhle 3 je čep 7, na němţ je otočně uloţena kulisa 8. Kulisa 8 se pohybuje ve vedení 9, které lze naklápět. Mechanismy, zabezpečující tento druh pohybu, překonaly téměř stoletý vývoj a vyskytují se v mnoha variantách. [3]

Obr. 8: Kulisový mechanismus klikatého stehu [4]

(18)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 18

2 Sestavení dynamického modelu mechanismu předávání jehly

Dynamický model byl vytvořen v programu Pro/E v modulu mechanism na 3D datech současného experimentálního modelu pro analýzu pohybu jehelních tyčí. Tyto data byla nejprve doplněna o samotný mechanismus předávání jehly v modulu standart.

Upínací kuličky, jehelní váleček a předávaná jehla. Při tvorbě základní skladby bylo pouţito vhodných vazeb a definování výchozích poloh jednotlivých dílů. Tak bylo docíleno stejného výchozího stavu pro kaţdou analýzu. Bez tohoto zavazbení a definování výchozích poloh by nebylo moţné dynamický model správně analyzovat.

Obr. 9: Stav v okamžiku předávání jehly

Hlavní řešená oblast mechanismu je znázorněna na Obr. 9. Jehla /0/, nosná tyč /1/, plášť /2/, čep /6/, upínací kuličky /12/, váleček /13/ a pruţina 3 /18/. Dolní jehelní tyč je totoţná. Na obrázku je zachycen stav v době předávky. V tento okamţik předávání je jehla /0/

vymezována jehelními pruţinkami /18/.

Tím je umoţněno zakmitání jehly.

Upínací mechanismus je otevřen jak na horní, tak dolní tyči. V tomto okamţiku nesmí dojít k nárazu jehelního válečku do čepu /6/. Nastavení plášťů /2/ je v modelu řízeno přes startovní natočení kliky připevněné na hřídel servomotoru. Takto je nastavena výchozí poloha horní i dolní jehelní tyče pro kaţdou analýzu. Tím je stanovena vzdálenost plášťů od střední roviny stejná pro horní i dolní tyč.

(19)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 19 pruţin (SPRING) a tlumičů (DAMPER) pro předávací mechanismus. U všech vaček byl nastaven koeficient restituce na hodnotu přibliţující se reálným podmínkám. Tato volba vyplývá z obtíţného zjištění reálných hodnot. Pomocí záznamu děje rychlokamerou byly stanoveny hodnoty pro nastavení dorazu otvírače tak, aby se jeho chování co nejvíce podobalo reálnému nárazu. Současně je v modelu zavedeno těleso, které nahrazuje pryţovou podloţku pro doraz otvírače, pomocí soustavy síla a tlumič (FORCE a DAMPER). Pro pohon jehelních tyčí byla zvolena funkce upraveného sinusového zrychlení [1], která se skládá ze tří přechodových křivek Obr. 10. Analýzy byly prováděny pro reţim stroje 250 ot.min-1, tudíţ čas jedné analýzy je 0,05 s. Tato analýza sestává z jedné předávky jehly z horní jehelní tyče do dolní.

Obr. 10: Upravená sinusová funkce zrychlení [1]

Důleţitým prvkem při tvorbě modelu bylo převedení rovinných ploch na křivkové.

Pouţitý software pracuje pouze s křivkovými plochami u vazeb typu vačka (CAM). Proto byli jednotlivé 3D modely částí předávacího mechanismu vhodně upraveny. Ostré přechody byly nahrazeny rádiusy tak, aby byl dotyk ve stejném místě jako u ostré hrany.

Příklad úpravy pomocí rádiusů je na Obr. 11.

(20)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 20

Obr. 11: Rádiusy místo ostrých hran na válečku /13/

2.1 Popis jehelní tyče a parametrů

Jehelní tyč se skládá ze soustavy tří pruţin, které vytvářejí předávací mechanismus.

Schéma jehelní tyče je na Obr. 12. Pruţina 1 /11/ působí na nosnou tyč /1/ tak, ţe po uvolnění otvírače tlačí nosnou tyč /1/ do upínací polohy. Pruţina 2 /15/ je umístěna v nosné tyči /1/, kde tlačí na klec /4/. Tím jsou upínací kuličky tlačeny k sobě pomocí kuţelové plochy na plášti /2/. Pruţina 3 /18/ je umístěna uvnitř válečku /13/. Její funkcí je odtlačit kuličky /12/ při otevřeném stavu přes váleček /13/ a vymezit polohu jehly uprostřed předávky. V tomto okamţiku je jehla drţena pouze válečky /13/ horní i dolní jehelní tyče a její poloha je vymezena pomocí pruţin 3 /18/. Pruţina 3 /18/ je nejtuţší z těchto tří pruţin a její tuhost přímo ovlivňuje nastavení předávacího mechanismu. Pokud jsou pláště přibliţovány k sobě v okamţiku předávky, pruţina 3 /18/ musí být tak tuhá, aby nedošlo k nárazu válečku /13/ do kolíčku /5/ a zároveň nesmí být tuhá příliš, aby nevytlačovala jehlu ze sevření kuličkami /12/.

(21)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 21

Obr. 12: Schéma jehelní tyče

/1/ – nosná tyč /2/ – plášť

/3/ – táhlo otvírače /4/ – klec

/5/ – kolíček /6/ – čep /7/ – kulisa

/8/ – aretační šroubek /9/ – zátka

/10/ – pryţová podloţka /11/ – pruţina 1

/12/ – upínací kulička /13/ – váleček

/14/ – pojistný drát /15/ – pruţina 2 /16/ – matice otvírače /17/ – otvírač

/18/ – pruţina 3

Parametry pro provádění analýz jsou:

o vzdálenost plášťů o tuhost pruţiny 3 /18/

o hmotnost jehelního válečku /13/

o nastavení otvíračů respektive mezera mezi kuličkami pro průchod jehly o Kóty parametrů jsou na Obr. 13.

(22)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 22

Obr. 13: Kóty parametrů

(23)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 23

Obr. 14: Schéma vazeb

Schéma vazeb použitých na matematickém modelu Obr. 14:

o světlomodře jsou vyznačeny kontaktní plochy vaček a pruţiny o ţluté ovály označují všechny

vazby typu CAM - vačka

o ţluté šipky značí směr dovoleného pohybu pro jednotlivé prvky Všechny prvky mají umoţněný pohyb pouze ve směru osy Y, kromě upínacích kuliček, které mají umoţněný pohyb pouze ve směru osy X. Tímto definováním pohybu je nahrazeno uchycení upínacích kuliček v jejich nosné kleci.

(24)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 24

2.2 Závislost nastavení otvíračů na mezeře mezi kuličkami

Nastavení otvírače přímo souvisí s nastavením vzdálenosti plášťů a s mezerou mezi upínacími kuličkami při otevřeném stavu mechanismu. Vzdálenost plášťů při předávce definuje nastavení otvírače. Nastavení otvírače lze upravit podle mezery mezi upínacími kuličkami. Tloušťka hrotu jehly vnikající mezi kuličky je 0,825 mm (změřeno pomocí mikroskopu, výrobce kóty nezveřejnil). Proto byla zvolena optimální hodnota mezery mezi kuličkami 1,05 mm. Tato hodnota vychází z tolerančního pole průměru hrotu jehly, průměru loţiskových kuliček (při stupni přesnosti výroby 100 [6]) a kuţelové plochy pláště. Tím je zajištěna dostatečná vůle pro jehlu při kaţdé analýze, aby nedocházelo k jejímu otírání o upínací kuličky. Mezera je znázorněna na Obr. 15.

Obr. 15: Mezera mezi kuličkami

(25)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 25

3 Analýza dynamického modelu mechanismu předávání jehly

Celý model je koncipován pro analýzu pohybu jehly shora dolů. Horní jehelní tyč začíná pohyb v zatahovací poloze, jehla je v maximální vzdálenosti od šitého materiálu.

Dolní jehelní tyč čeká v chytové poloze s otevřeným mechanismem uchopení jehly. Při spuštění horní motor začne pohybovat horní jehelní tyčí. Dolní motor drţí dolní jehelní tyč v chytové poloze s otevřeným předávacím mechanismem. Při tomto rozjetí horní tyče se zároveň vymezují vůle mezi vačkami. Tyto vůle vznikly při sestavení modelu, jelikoţ není moţné sestavit jednotlivé díly tak, aby se dotýkaly. Pro správnou funkci vaček je vhodné zachovat minimální vůli mezi jednotlivými díly sestavy. Tento vliv vymezení vůlí při spuštění analýzy lze kompenzovat setrváním motoru ve startovní poloze po čas nutný k vymezení vůlí. To znamená, ţe čas běţí, ale motor stojí po krátký časový okamţik.

Jelikoţ je sledováno předávání jehly, byl tento vliv vymezujících se vůlí zanedbán. Pozice jsou zobrazeny na stránce 21.

Horní jehelní tyč se pohybuje směrem dolů, kdy otvírač narazí na rám stroje. Zde začíná mechanismus uvolňovat sevření jehly. Dolní tyč stále čeká v chytové poloze. Po nárazu otvírače na rám táhlo otvírače /3/ zatahuje nosnou tyč /1/ do pláště /2/. Tím dojde k uvolnění kuliček /12/, které svírají jehlu tlakem pruţin /11/ a /15/ přes kuţelovou plochu pláště /2/.

Horní jehelní tyč dojíţdí do chytové polohy a zároveň je uvolňována jehla. Jehla je po plném uvolnění tlačena proti dolní jehelní tyči válečkem /13/ pomocí pruţiny /18/.

V dolní jehelní tyči dochází ke kontaktu jehly s válečkem /13/. Zde dochází k drţení jehly pouze mezi válečky /13/ horní i dolní jehelní tyče pomocí pruţin /18/. Tím je jehla připravena pro zachycení kuličkami /12/ dolní jehelní tyče.

Horní jehelní tyč stojí a dolní jehelní tyč se rozjíţdí. Vlivem gravitace a působením pruţiny /18/ horní jehelní tyče se začne jehla pohybovat společně s dolní jehelní tyčí. Tím dochází k odchylce středu vybrání na jehle a středu kuliček /12/. Dolní jehelní tyč svým pohybem postupně uvolňuje otvírač a vlivem pruţin /11/ a /15/ je uchycena jehla do dolních kuliček /12/. Odchylka mezi středem kuličky a středem vybrání na jehle způsobuje opotřebení jehly.

(26)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 26 Horní jehelní tyč čeká v chytové poloze a dolní jehelní tyč odjíţdí do zatahovací polohy. Dojezdem dolní jehelní tyče analýza končí. Pohyb zdola nahoru není sledován.

3.1 Analýza stávajícího stavu

Nejprve byla provedena analýza stávajícího nastavení na experimentálním modelu.

Tím byl definován výchozí stav nastavení předávacího mechanismu a stanovení referenčních hodnot.

Stávající stav byl nastaven na tyto hodnoty:

- vzdálenost plášťů 22,9 mm

- otvírač 12,15 mm

- tuhost pruţiny 3 1,86 N.mm-1

Pro tyto hodnoty nastavení byly z analýzy naměřeny sledované hodnoty:

- odchylka středu vybrání na jehle od středu upínací kuličky:

o při prvním dotyku kuličky s jehlou 0,5 mm

o při ustáleném sevření 0,13 mm

- maximální kontaktní síla mezi kuličkou a jehlou 135 N Odchylka rovin středů při prvním dotyku je znázorněna na Obr. 16.

Obr. 16: Odchylka rovin při prvním dotyku

(27)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 27 V této analýze byly nastavovány různé hodnoty vzdálenosti plášťů beze změn v konstrukci a sestavení stávajícího stavu. Průběhy sledovaných veličin jsou zobrazeny v graf č. 1.

Vz dálenos t pláš ť ů pův odní kons trukc e

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

22,3 22,4 22,5 22,6 22,7 22,8 22,9 23 23,1

Vz dálenos t pláš ť ů [mm]

Odchylka sedových rovin [mm]

0 100 200 300 400 500 600

Kontaktní síla [N]

P rvní dotyk

Upnutý s tav

S távajíc í s tav - P rvní dotyk

Max kontaktní s íla kulič ka- jehla

S távajíc í s tav - Max kontaktní s íla

graf č. 1: Vzdálenost plášťů původní konstrukce

Tyto výsledky ukazují, ţe s přiblíţením plášťů dochází ke zmenšování odchylky upínacích rovin kuličky a jehly. Zároveň se sniţuje maximální kontaktní síla mezi kuličkami a jehlou. Hodnoty pro nastavení vzdálenosti plášťů 23,1 mm a více jsou mimo zobrazenou oblast grafu, jelikoţ při překročení hodnoty odchylky 1,2 mm v prvním dotyku dochází k nárazu kuličky do těla jehly v místě před upínacím vybráním na jehle.

Zobrazeno na Obr. 17.

(28)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 28

Obr. 17: Náraz před vybráním

Při tomto stávajícím uspořádání je moţné provádět analýzu pro minimální přiblíţení plášťů na 22,3 mm. Vzdálenost jehelního válečku je v okamţik předávání téměř v kontaktu s čepem. Pro zajištění dostatečné vůle a moţnosti zákmitu v okamţiku předávání byl jehelní váleček zkrácen o 0,3 mm. Tímto zkrácením zůstává i při nastavení plášťů na hodnotu 22,0 mm rezerva 0,3 mm mezi válečkem a čepem. Tím byla stanovena první konstrukční úprava, zkrácení jehelního válečku o 0,3 mm.

V grafu jsou také vyznačeny hodnoty stávajícího nastavení pro porovnání. Stávající nastavení se liší nastavením otvírače. Mezera upínacích kuliček pro průchod jehly do jehelní tyče byla minimalizována. Tudíţ dochází k otírání jehly o upínací kuličky. Tento jev se projevil při dlouhodobých zkouškách provedených na Katedře textilních a jednoúčelových strojů. Otěr jehly je zobrazen na Obr. 18.

Obr. 18: Otěr jehly při malé mezeře mezi kuličkami

(29)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 29 Jehelní váleček byl zkrácen o 0,3 mm. Tím bylo umoţněno provést analýzy pro přiblíţení plášťů aţ na hodnotu 22,0 mm. Bylo potvrzeno, ţe s bliţším nastavením plášťů dále klesá odchylka upínacích rovin a zároveň klesá maximální kontaktní síla mezi kuličkami a jehlou. Průběhy sledovaných veličin jsou zobrazeny v graf č. 2.

Zkrác ený v áleč ek

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

22 22,1 22,2 22,3 22,4 22,5 22,6

Vz dálenos t pláš ť ů [mm]

Odchylka sedových rovin [mm]

0 100 200 300 400 500 600

Kontaktní síla [N]

P rvní dotyk

Upnutý s tav

Max kontaktní s íla kulič ka- jehla

graf č. 2: Zkrácený váleček

Z těchto průběhů jsou patrné dvě výhodné oblasti nastavení vzdálenosti jehelních plášťů. A to hodnoty mezi 22,0 aţ 22,1 mm a hodnota 22,3 mm. Oblast vzdálenosti plášťů nad 22,6 mm je nadále nevhodná v důsledku růstu odchylky při prvním dotyku, a proto nebyla zahrnuta do následujících analýz. Takto zkrácený váleček také zajišťuje dostatečnou minimální vůli mezi jehelním válečkem a čepem v okamţiku předávání. Při nejbliţším nastavení plášťů, tedy 22,0 mm je tato minimální mezera mezi jehelním válečkem a čepem 0,27 mm. A to na kaţdé jehelní tyči. V okamţik předávání můţe tedy jehelní váleček zakmitnout o 0,27 mm. A to jak horní jehelní váleček tak dolní.

Zkrácením jehelního válečku bylo zamezeno případnému nárazu do čepu. Při těchto nárazech by docházelo k temování jehly, coţ značí špatné nastavení mechanismu.

(30)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 30

3.4 Analýza s různou tuhostí pružin

V dalších analýzách je pouţitý zkrácený jehelní váleček. V této kapitole byl sledován vliv různých tuhostí jehelní pruţinky pro předchozí analýzu. Nejprve byla tuhost zvětšena na dvojnásobek stávající hodnoty. Průběhy sledovaných veličin při této konfiguraci jsou zobrazeny v graf č. 3.

Zkrác ený v áleč ek, dv ojnás obná tuhos t jehelní pruž inky

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

22 22,1 22,2 22,3 22,4 22,5 22,6

Vz dálenos t pláš ť ů [mm]

Odchylka sedových rovin [mm]

0 100 200 300 400 500 600

Kontaktní síla [N]

P rvní dotyk

upnutý s tav

Max kontaktní s íla kulič ka- jehla

graf č. 3: Vliv dvojnásobné tuhosti jehelní pružinky

Z grafu je patrná klesající maximální kontaktní síla kulička-jehla s bliţším nastavením plášťů. Odchylka v upnutém stavu je vlivem tuţší pruţiny posunuta na hodnotu 0,21 mm místo dosavadních 0,13 mm. Tím došlo ke zvětšení odchylky v místě upínání. Cílem práce je tuto odchylku minimalizovat, a proto tato varianta tuţší jehelní pruţinky není výhodná. Tuţší pruţina také vyvozuje větší upínací sílu působící na jehlu v upnutém stavu. To je další nevýhoda tuţší pruţinky. Při nastavení plášťů na hodnotu 22,7 mm, coţ není zobrazeno v grafu z důvodu porovnání řešení, dojde k nezachycení jehly.

Vzdálenost plášťů je pro takto tuhou pruţinu v okamţik předání příliš velká. Tím je jehla vytlačena z jehelní tyče dříve, neţ dojde k jejímu zachycení.

(31)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 31 hodnotu. Průběhy sledovaných veličin při této konfiguraci jsou zobrazeny v graf č. 4.

Zkrác ený v áleč ek, polov ič ní tuhos t jehelní pruž inky

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

22 22,1 22,2 22,3 22,4 22,5 22,6

Vz dálenos t pláš ť ů [mm]

Odchylka sedových rovin [mm]

0 100 200 300 400 500 600

Kontaktní síla [N]

P rvní dotyk

Upnutý s tav

Max kontaktní s íla kulič ka- jehla

graf č. 4: Vliv poloviční tuhosti jehelní pružinky

Pro poloviční tuhost byly na první pohled získány příznivější hodnoty. A to jak pro přiblíţení středu roviny kuliček a středu roviny vybrání na jehle při prvním dotyku, tak i hodnoty maximální kontaktní síly kulička-jehla. V oblasti nastavení plášťů 22,3 mm a poloviční tuhosti jehelní pruţinky, leţí téměř průsečík všech tří křivek. Při poloviční tuhosti pruţinky je sníţena jak maximální kontaktní síla, tak síla v upnutém stavu. To je patrné v grafu na odchylce v upnutém stavu, která oproti stávající tuhosti klesne na 0,08 mm. Všechny tři sledované parametry mají v tomto bodě příznivé hodnoty. Druhá úprava v konstrukci je snížení tuhosti pružinky 3 na polovinu.

(32)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 32

3.5 Analýza změny hmotnosti jehelního válečku

Hmotnost jehelního válečku je další parametr, který můţe mít výraznější vliv na seřízení předávacího mechanismu. Byla provedena analýza vlivu hmotnosti jehelního válečku pro rozpětí 74% - 113% jeho původní hmotnosti 604 g. Pro tuto analýzu byly pouţity výsledky předchozích analýz, tedy zkrácený váleček o 0,3 mm a poloviční tuhost jehelní pruţinky. Průběhy sledovaných veličin v závislosti na změně hmotnosti jehelního válečku jsou zobrazeny v graf č. 5.

P láš ť ě 22,3 mm, z krác ený v áleč ek, polov ič ní tuhos t jehelní pruž inky a v liv hmotnos ti jehelního v áleč ku

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

449,00 499,00 549,00 599,00 649,00

H motnos t [g ]

Odchylka sedových rovin [mm]

0 100 200 300 400 500 600

Kontaktní síla [N]

P rvní dotyk

Upnutý s tav

Max kontaktní s íla kulič ka-jehla

graf č. 5: Vliv hmotnosti jehelního válečku

Vliv hmotnosti jehelního válečku ve sledovaném rozmezí 74% - 113% z 604 g není příliš velký. Hmotnost jehelního válečku se tak dá povaţovat za optimální. Vliv hmotnosti byl téţ prověřen s pruţinkou o dvojnásobné tuhosti, sledované parametry byly však mimo oblast zájmu.

(33)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 33 Změnou nastavení otvírače, je stanovena mezera mezi kuličkami, kterou jehla prochází při předávce. Zároveň však můţe docházet k otírání jehly o kuličky. To je pro nastavení předávacího mechanismu nevýhodné. Vliv této mezery mezi kuličkami byl sledován v této kapitole. Průběhy sledovaných veličin v závislosti na změně nastavení otvírače jsou zobrazeny v graf č. 6.

Zkrác ený v áleč ek, polov ič ní tuhos t pruž inky , v liv nas tav ení otv írač e res pektiv e mez ery mez i kulič kami

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0,84 0,88 0,92 0,96 1 1,04

Mez era mez i kulič kami [mm]

Odchylkasedových rovin [mm]

0 100 200 300 400 500 600

Kontaktní síla

P rvní dotyk

Upnutý s tav

Max kontaktní s íla kulič ka- jehla

graf č. 6: Nastavení otvírače

Hodnoty pro mezeru kuliček 1,05 mm (stanovenou hodnotu pro zamezení otírání) jsou vyznačeny většími značkami. Z grafu vychází pro upravené nastavení nejlépe zvolená hodnota 1,05 mm a hodnota 0,9 mm.

Pro stávající nastavení a konstrukci mechanismu byla provedena analýza vlivu změny nastavení otvírače. Průběhy sledovaných veličin v závislosti na změně nastavení otvírače jsou zobrazeny v graf č. 7.

(34)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 34 S táv ajíc í nas tav ení pláš ť ů a kons trukc e, v liv nas tav ení

otv írač e res pektiv e mez ery mez i kulič kami

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0,84 0,88 0,92 0,96 1 1,04

Mez era mez i kulič kami [mm]

Odchylkasedových rovin [mm]

0 100 200 300 400 500 600

Kontaktní síla

P rvní dotyk

Upnutý s tav

Max kontaktní s íla kulič ka- jehla

graf č. 7: Nastavení otvírače - stávající

Pro stávající stav se podle získaného grafu jeví jako vhodné nastavení otvírače zvolená hodnota 1,05 mm, 0,98 mm a 0,84 mm.

(35)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 35

4 Optimalizace systému pro předávání jehly

Optimalizace předávacího mechanismu je obtíţně proveditelný úkol. Pro její splnění byla zvolena metoda analyzování opotřebení šicí jehly. Byl zvolen předpoklad, ţe nastavení předávacího mechanismu má přímou souvislost s opotřebením šicí jehly.

Minimalizace opotřebení šicí jehly stanovila hodnoty nastavení předávacího mechanismu pro co nejlepší chod bez závad a dostatečnou trvanlivost celého systému při procesu šití.

V rámci optimalizace byly sledovány tři hlavní parametry v průběhu jednotlivých analýz:

o Odchylka roviny středu upínací kuličky od středu roviny vybrání na šicí jehle při prvním kontaktu kuliček s jehlou

o Odchylka roviny středu upínací kuličky od středu roviny vybrání na šicí jehle při upnutém stavu

o Maximální kontaktní síla mezi kuličkami a jehlou

Odchylka roviny středu upínací kuličky od středu roviny vybrání na šicí jehle je nejdůleţitějším parametrem pro nastavení mechanismu předávání. Je však závislá na nastavení celého předávacího mechanismu. Sledování tohoto uzlu vychází zejména z nastavení vzdálenosti plášťů při předávání. Dále na něj mají vliv tuhost jehelní pruţinky, nastavení otvírače, hmotnost jehelního válečku a jeho délka.

Minimalizace kontaktní síly mezi kuličkou a jehlou výrazně sníţí opotřebení šicí jehly.

4.1 Porovnání stávajícího a navrženého řešení

U stávajícího nastavení byly na mechanismu naměřeny tyto hodnoty pro dané parametry:

o vzdálenost plášťů 22,9 mm

o tuhost pruţiny 3 1,68 N.mm-1 o hmotnost jehelního válečku 617,5 g o délka jehelního válečku 12,9 mm o mezera mezi kuličkami 0,85 mm

(36)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 36 Pro toto nastavení a konstrukci prvků byly analyzovány hodnoty:

- odchylka středu vybrání na jehle od středu upínací kuličky:

o při prvním dotyku kuličky s jehlou 0,5 mm

o při ustáleném sevření 0,13 mm

- maximální kontaktní síla mezi kuličkami a jehlou 135 N

Dále je přiloţen graf porovnávající kontaktní sílu kulička-jehla pro původní tuhost pruţinky a pro poloviční tuhost pruţinky graf č. 8. Horní tyč startuje v zatahovací poloze a zůstává v poloze předávky. Dolní tyč startuje v poloze předávky a končí pohyb v zatahovací poloze.

Navržené nastavení:

o vzdálenost plášťů 22,3 mm

o tuhost pruţiny 3 0,84 N.mm-1

o hmotnost jehelního válečku 604,3 g o délka jehelního válečku 12,6 mm o mezera mezi kuličkami 1,05 mm

Pro toto nastavení a konstrukci prvků byly analyzovány hodnoty:

- odchylka středu vybrání na jehle od středu upínací kuličky:

o při prvním dotyku kuličky s jehlou 0,05 mm

o při ustáleném sevření 0,08 mm

- maximální kontaktní síla mezi kuličkami a jehlou 61 N

(37)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 37

graf č. 8: Průběh kontaktní síly pro původní tuhost a poloviční tuhost jehelní pružinky

Na tomto grafu je zobrazen průběh kontaktní síly mezi kuličkou a jehlou při pouţití stávající tuhosti pruţinky a při pouţití navrţené tuhosti. Navrţená tuhost pruţinky je oproti původní poloviční. Při sníţené tuhosti je také průběh plynulejší a s menšími zákmity. Dále je z grafu viditelné, ţe při sníţené tuhosti pruţinky dochází k prvnímu dotyku déle. Tedy střed vybrání na jehle se blíţí středu upínacích kuliček (zobrazeno v graf č. 4).

(38)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 38

4.2 Návrh minimalizace kontaktní síly mezi kuličkou jehlou pomocí permanentních magnetů

Pro sníţení kontaktní síly mezi kuličkami upínacího mechanismu a šicí jehlou bylo navrţeno pouţití permanentních magnetů a to:

o magnety upevněné na vnějším povrchu pláště – tyto magnety by přitahovali kuličky na vnitřní kuţelovou plochu pláště, čímţ by tlumily sílu mezi kuličkou a jehlou. Ţádané upnutí je dáno geometrií celého mechanismu.

o magnetické upínací kuličky - tyto kuličky by měli stejnou polaritu a to takovou, ţe by se odpuzovaly. Tímto by došlo ke sníţení kontaktní síly mezi kuličkami a jehlou. Magnetické kuličky by se při bliţším přiblíţení, tím více odpuzovaly. Tím by byla výrazně sníţena rázová síla mezi kuličkami a jehlou. Ke kontaktu kuliček s jehlou dojde v důsledku geometrie upínacího mechanismu, ale ráz je tlumen odpudivou magnetickou silou. Takto navrţený mechanismus by mohl minimalizovat opotřebení jehly. Vzhledem k obtíţnému simulování magnetické síly v pouţitém softwaru nebyla tato myšlenka při analýzách potvrzena ani vyvrácena.

Při pouţití AlNiCo magnetů by mohla být docílena i přijatelná ţivotnost těchto kuliček. "Alnico magnety se vyrábějí slévárenskými technologiemi jako jiné speciální oceli. Materiál je relativně tvrdý, jeho obrábění vyjma broušení je velmi obtíţné. Alnico magnety mají po RE magnetech největší magnetickou energii, koercivitu i remanenci.

Vysoká Curiova teplota je předurčuje i pro nasazení při zvýšených teplotách".[7]

K tomuto návrhu řešení byla vyuţita systematická metoda pro inovace, metoda TRIZ. "Bylo zjištěno, ţe silná invenční řešení byla a jsou dosahována poměrně malým počtem objektivně pouţívaných řešitelských postupů. Poznání těchto postupů zvyšuje jak efektivitu studia techniky, tak zdokonalování techniky v praxi. Metoda TRIZ umoţňuje jak nalezení správné formulace zadání z nejasné situace, tak řešení těchto zadání s vyuţitím unikátních silných řešitelských nástrojů vlastní metody". [5]

(39)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 39

5 Experimentální ověření dosažených výsledků

Pro získané hodnoty optimálního nastavení předávacího mechanismu byla provedena zkouška na funkčním modelu. Tato zkouška zahrnovala běh modelu po dobu deseti hodin. Po této zkoušce byly pořízeny fotografie pouţité jehly.

5.1 Funkční model

Funkční model se skládá ze dvou hlavních částí. Výkonové části Obr. 19 vlevo a řídící části Obr. 19 vpravo. Výkonová část sestává z rámu, desky, jehelních domků, jehelních tyčí, klikového a zkráceného klikového mechanismu. Na zadní časti jsou umístěny dva servopohony Control Techniques. Řídící část sestává z rámu, desky, dvou frekvenčních měničů Emerson, jisticích prvků, signalizace a ovládacích prvků. Model napájí síťové napětí 400 V. Tento model byl vyvinut a sestaven katedrou textilních a jednoúčelových strojů za účelem analyzování nového systému pohonu a předávacího mechanismu jehelních tyčí.

Obr. 19: Funkční model stroje

(40)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 40

5.2 Experimentální ověření výsledků

Na funkčním modelu, byly nastaveny hodnoty získané při optimalizaci předávacího mechanismu. Bylo zjištěno, ţe hodnota mezery mezi kuličkami pro průchod jehly ovlivňuje nastavení celého mechanismu více, neţ jak vyplývá z provedených analýz na výpočtovém modelu. Pro správnou funkci mechanismu je tedy výhodné tuto mezeru mezi kuličkami zmenšit. Tím ovšem můţe docházet k otírání jehly, jak bylo popsáno v kapitole 3.2.

Na funkčním modelu byl proveden desetihodinový předávací cyklus s novou jehlou. Pro experiment byly zvoleny otáčky 300 min-1 pro porovnatelnost stávajícího a navrţeného nastavení. Po splnění této stanovené testovací doby, byly pořízeny fotografie jehly pod mikroskopem.

Pro porovnání jsou přiloţeny fotografie nové jehly Obr. 20 a opotřebených jehel, stávající nastavení funkčního modelu Obr. 21 a navrţené nastavení plášťů s novou pruţinkou Obr. 22.

Na fotografii stávajícího nastavení plášťů je zřetelné otlačení mimo chytové vybrání. Jehla při tomto běhu vykonala 270 000 cyklů. Na posledním obrázku je zobrazena jehla běhu pro navrţené nastavení plášťů, novou pruţinkou a upraveným nastavením otvíračů. Upravení otvíračů je popsáno na začátku kapitoly. Na tomto obrázku je patrné správné uchycení jehly v chytovém vybrání. Tato poslední jehla vykonala 180 000 cyklů.

Dle opotřebení jehly při navrţeném nastavení a konstrukčních úpravách můţeme usuzovat, ţe mechanismus byl nastaven na své optimum.

(41)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 41

Obr. 20: Nová jehla

Obr. 21: Opotřebená jehla – stávající nastavení

Obr. 22: Opotřebená jehla - navržené nastavení plášťů s novou pružinkou

(42)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 42

Závěr

V této práci byla nejprve provedena rešerše mechanismů pohybu jehelních tyčí. Byl popsán i způsob předávání plovoucí jehly pomocí jehelních tyčí se servopohony a klikovým mechanismem. Toto řešení je funkční model vyvíjený na katedře textilních a jednoúčelových strojů.

Dále byl sestaven matematický model pro dynamickou analýzu tohoto vyvíjeného systému předávání plovoucí jehly. Pro analýzu byl pouţit software Pro/Engineer modul mechanism.

Hlavním úkolem této práce byla optimalizace nastavení předávacího mechanismu.

Na stávajícím nastavení docházelo k otlačení jehly mimo poţadovanou oblast a k otěru hrotu. Pro nalezení optimálního nastavení byla zvolena metoda, kdy se předávací mechanismus nastavuje podle teoretického opotřebení jehly. Tato metoda byla zvolena pro obtíţné získání některých výpočtových parametrů, například mezera mezi kuličkami (nastavení otvírače) je s konvenčními měřidly jen stěţí přesně měřitelná.

S vyuţitím výpočtového modelu byly provedeny dynamické analýzy chování mechanismu pro různé parametry a konstrukční úpravy. Teoretická analýza stávajícího řešení prokázala, v souladu s reálným opotřebením jehly, nevhodné nastavení parametrů mechanismu jehelních tyčí. Z těchto analýz bylo vybráno optimální nastavení mechanismu jehelní tyče a úprava v konstrukci, která zahrnuje pouţití pruţiny s poloviční tuhostí a zkrácení jehelního válečku. Především vzdálenost plášťů byla stanovena na optimální hodnotu. Nastavení otvírače bylo zvoleno tak, aby upínací kuličky neotírali hrot jehly.

Dále byla navrţena minimalizace kontaktní síly mezi kuličkou a jehlou pomocí permanentních magnetů.

Pro ověření dosaţených výsledků byla provedena zkouška na funkčním modelu stroje. Při této zkoušce byla nová jehla podrobena desetihodinovému předávacímu cyklu.

Po splnění této doby, byla jehla vyjmuta a vyfocena pod mikroskopem. Byly porovnány fotografie opotřebené jehly při nastavení stávajícím a navrţeném řešení. Při experimentu bylo zjištěno, ţe parametr nastavení otvírače je vlivem výrobních nepřesností a vysoké citlivosti, vhodné nastavit na niţší hodnotu neţ, která byla výsledkem teoretického řešení.

(43)

Katedra textilních a jednoúčelových strojů 43

Seznam použité literatury:

[1.] KOMÁREK, J. Návrh a konstrukce pohonu jehelních tyčí šicího stroje /Diplomová práce/. Liberec, TUL 2009

[2.] KRPEŠ, P. Návrh systému předávání jehly u šicího stroje DECO 2000 /Diplomová práce/. Liberec, TUL 2010

[3.] BARBORÁK, O. Oděvnictví II, šijace stroje v odevnej výrobe/Skripta/. Trenčín, TU A. Dubčeka v Trenčíně 2002

[4.] KOLEKTIV AUTORŮ KATEDRY TEXTILNÍCH STROJŮ. Textilní a oděvní stroje II./Skripta/. Liberec, TUL 1991

[5.] Informační server o metodě TRIZ [online]. [cit. 26.5.2011] Dostupné z http://www.glass.cz/arid/triz.htm

[6.] webová stránka firmy Redhill [online]. [cit. 26.5.2011] Dostupné z http://www.redhill-balls.cz/cz/presnosti.html

[7.] webová stránka firmy ABC MAGNET [online]. [cit. 26.5.2011] Dostupné z http://www.abcmagnet.cz/

References

Related documents

Doporučuji Vám se v budoucnu soustředit na plné využití výhod 3D tisku při návrhu konstrukce dronů ke zlepšení jejich aerodynamických vlastností?. Jaká je souvislost

Závěrem návrhu byla provedena modální analýza konečné konstrukce, která specifikovala vlastní frekvence rotoru a vedla ke zjištění, že vlastní frekvence

Nejlépe si vedly nůžky s velkým převodovým poměrem, u kterých, jako jediných, byly naměřeny nižší hodnoty než u nůžek pákových Fiskars. Naopak nůžky

Řez mechanickou soustavou jehelní tyče znázorňuje obrázek 2.29. Ty tvoří dvě kuličky, jejichž axiální pohyb je řízen válečkem 3. Tyto kuličky jsou tlačeny

Pokud je rozváděcí rychlost přímo úměrná k úhlové rychlosti cívky, vzniká přesné křížové vinutí.. Cívka je tedy

Motor je umístěn přímo na plošině, tudíţ plošina má buď přívodní kabel (pouţíváno pro kratší dráhy), nebo musí obsahovat baterie, které jsou dobíjeny v

Jak na základě výsledků náborů hodnotíte vhodnost vybraných měst pro náborovou

Jižní fasáda se skládá z mléčného skla, má vlastní nosný sys tém, který je navázaný na ocelové sloupy nesoucí konzole, viz.. Fasáda sálu je stejně jako fasáda jižní z