Подача материалов в швейных машинах

Подача сшиваемых материалов рейкой и лапкой – наиболее распространенный способ перемещения, который применяется в большинстве типов универсальных швейных машин.

Материал (рис. 123, а), который подлежит сшиванию, заправляется под лапку , затем лапку опускают и материал оказывается зажатым между лапкой и рейкой . При включении механизма подачи рейка, совершая кругообразные движения, подает материал по направлению к игле, которая в этот момент приподнята.

Рис. 123. Схема подачи материала в швейных машинах:

а – рейкой и лапкой; б – рейкой и роликом; в – позывным колесом и роликом

Взаимодействие рейки и лапки с двумя продвигаемыми тканями представляет собой сложный процесс. Его можно описать приближенно (без учета трения ткани о платформу, натяжения между перемещаемым и неперемещаемым участками ткани, трения в направляющих узлах лапки).

Максимальное значение движущей силы рейки определяется как произведение силы давления лапки и коэффициента трения (сцепления) рейки о нижнюю ткань .

Сила давления лапки изменяется в зависимости от кинематических характеристик рейки, поэтому действительная сила давления лапки при движении не равна установленной статической, т. е. (например, = 50 Н, а = 90 Н).

Для верхней ткани движущая сила:

,

где – коэффициент трения между тканями.

и

При движении возникает сила трения верхней ткани о лапку , где – коэффициент трения ткани о лапку, и сила инерции материала , где – масса участка ткани, получающая ускорение рейки, – ускорение при движении рейки в горизонтальной плоскости. Сила трения ткани о лапку всегда направлена в сторону, обратную ее движению. Силу инерции материала определить очень сложно, поэтому ее оценивают лишь приближенно. Когда скорость рейки увеличивается, сила инерции материала противодействует движению и является силой сопротивления, когда же скорость замедляется, сила инерции материала становится движущей силой. Ускорение стержня лапки:

,

где – ускорение при движении рейки в вертикальной плоскости; – коэффициент, учитывающий влияние полуфабриката на изменение ускорения.

Силу инерции звена лапки определяют по формуле:

,

где – масса звена лапки.

Действительная сила давления лапки на материал:

,

где – приращение усилия пружины; – сжатие пружины при подъеме рейки; – коэффициент жесткости пружины.

Условие движения верхней и нижней тканей выражают неравенством:

.

Однако при этом условии не обеспечивается подача материала без посадки, так как сила растягивает верхнюю ткань, а переменная сила вносит рассогласование между движущими силами верхней и нижней ткани. Поэтому приходится снижать силу до 25 Н.

Значения коэффициентов трения при подаче материалов с силой давления = 25 Н следующие: = 0,35–0,51; = 0,4–0,5; = 0,15–0,22.

Для повышения коэффициента зубцы рейки должны быть достаточно острыми, а для уменьшения коэффициента поверхность лапки должна быть максимально гладкой. Иногда в целях снижения этого коэффициента (например, в машинах для сшивания кожи) вместо лапки применяют свободно вращающийся ролик (рис. 123, б). Чтобы уменьшить момент трения ролика, на его оси устанавливают шарикоподшипник. Поверхность ролика имеет мелкие зубья (накатку).

,

где – движущая сила рейки; – сила сопротивления, обусловленная силовыми факторами вращения ролика от материала.

Сила включает силы сопротивления при перекатывании ролика по материалу и при трении цапфы ролика .

Из уравнения :

,

где – коэффициент трения качения; – радиус ролика.

Пренебрегая упругостью ткани вследствие малой относительной деформации, силу определяют из условия равенства работ за один оборот ролика по формуле:

,

где – сила давления; – коэффициент трения и радиус цапфы ролика.

Перемещение материала на крутых поворотах (например, при сшивании заготовок обуви) лучше осуществляется с применением вместо рейки принудительно вращающегося колеса (рис. 123, в), называемого позывным. Это колесо получает прерывистое вращение в момент перемещения материала , прижимаемого роликом .

где – коэффициент трения позывного колеса о материал.

Среднюю скорость перемещения материала определяют, считая, что транспортирование материала на один шаг строчки осуществляется за один оборот главного вала машины,

,

где – частота вращения главного вала машины.

Для обеспечения беспосадочного шва применяют ролик и позывное колесо с принудительным синхронным непрерывным вращением. При этом подача материала производится за счет качательного движения иглы. Движение материала при одинаковых радиусах ролика и позывного колеса выполняется при условии:

где – движущая сила, с которой позывное колесо транспортирует материал; – сила трения материала по платформе; – коэффициент трения ролика о материал.

Следовательно, принудительное непрерывное вращение позывного колеса способствует уменьшению силы сопротивления и обеспечению равномерного движения материала.

Мощность, расходуемая на перемещение материала:

,

где – скорость перемещения материала.