ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ІНЕРЦІЙНО-ЕНЕРГЕТИЧНИХ І КІНЕМАТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАНІЗМІВ ГОЛКИ ШВЕЙНИХ МАШИН ЛАНЦЮГОВОГО СТІБКА

Анотація

У статті представлено результати порівняльного аналізу кінематичних та інерційно-енергетичних характеристик механізмів голки шестиланкової та чотириланкової структур швейних машин ланцюгового стібка класу 164 фірми Rimoldi та моделі MF-7923D фірми Juki. Дослідження виконувалось шляхом зіставлення нормованих законів руху S(φ), v(φ), a(φ) з одиничними гармонічними функціями, оцінювався їх вплив на інерційне навантаження механізму. Розрахунки включали імітаційне моделювання в SolidWorks Motion кінематичних та інерційно-енергетичних параметрів (М_кр(φ), T_eq(φ), P_eq(φ), J_eq(φ)), визначення масоінерційних характеристик ланок (Js,i, m, S(x, y)), аналітичні розрахунки функцій еквівалентного приведеного моменту J_eq(φ) та його декомпозицію на приведені моменти інерції Jeq,і(φ) кожної ланки груп Ассура  виконані в середовищі Mathcad.

Результати кінематичних характеристик показали, що шестиланковий механізм голки має більш наближені закони кінематичних параметрів до гармонійного, ніж чотирьохланковий маханізм голки. Діапазони відхилень для законів руху шестиланкового механізму становлять 2,1-12,8 % проти 3,6-18,5 % у чотириланкового. Значення відхилень ΔS(j), Δv(j), Δa(j) для шестиланкового механізму голки мають менші за модулем відхилення, зокрема поза діапазонів значень φ≈0, π, 2π.

Інерційні показники шестиланкового механізму мають вище середнє значення приведеного моменту інерції J_eq(φ) – на ≈36 %, а пікове – на ≈38,2 %, з розмахом між J_max та J_min, більшим у 1,78 раза (≈78 %) порівняно з чотириланковим механізмом. Відносна амплітуда пульсацій J_eq(φ) становить 8,2 % у чотириланкового та 10,7 % у шестиланкового. Такі характеристики зумовлюють більші інерційні вимоги під час пуску й гальмування, підвищують миттєві навантаження на привід і потребують точнішого балансування маховиком. Крім того, максимальні крутильні навантаження при однакових режимах роботи у механізмі класу 164 були вищими M_кр,max ≈ 0,27 Н·м проти 0,16 Н·м у MF-7923D, тоді як пікові значення еквівалентної потужності P_eq(φ) зростали у машині MF-7923D ≈24 Вт проти ≈17 Вт – машини 164 класу, +≈42 %, що відповідає нижчим значенням J_eq.

Встановлено, що значний вплив на величину приведеного моменту інерції J_eq(φ) мають масоінерційні параметри ланок першої двохповодкової групи Ассура (ланки 2-3) у шестиланковому механізмі голки машини класу 164. Розбіжність між результатами комп’ютерного імітаційного моделювання та аналітичних розрахунків не перевищує 2–6 %, що підтверджує достовірність отриманих результатів.

Отримані результати розвивають напрям досліджень із теорії балансування та можуть бути використані для вибору оптимальних профілів керування (S-пуск/зупинка, обмеження dM/dt) і масо-інерційної оптимізації конструктивних елементів механізму.