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同步輪的擋片和彈簧怎么安裝

,用手
隨著生活水平的不斷提高,人們對衣食住行的要求也在不斷提升??p紉機作為與“衣”息息相關(guān)的行業(yè),也在不斷接受新的挑戰(zhàn)。

底座作為縫紉機主體結(jié)構(gòu)之一,不僅承擔著支撐整臺縫紉機在工作臺的固定作用,還連接了非常多的重要零件。因此,如果底座的結(jié)構(gòu)強度或疲勞抗性不足,那么不僅僅影響著產(chǎn)品的質(zhì)量與壽命,更有可能威脅到工人的人身安全。

本文通過相關(guān)三維設(shè)計軟件和實踐相結(jié)合的方式,對縫紉機底座進行強度與振動分析,以驗證其強度是否滿足設(shè)計和使用要求。

圖一   縫紉機底座



通過相關(guān)三維設(shè)計軟件建立該機型三維模型,具體受力如圖 2 所示。底座作為整臺機器的支撐部分,受到臺板對底座四平角的支撐力,同時還受到機頭及其它零件的重力。由于幾乎全部的零部件重心都位于底座四平角圍成的范圍內(nèi),所以機頭及其它零件對底座的力矩∑ M 忽略不計。由于該機型對各機構(gòu)的結(jié)構(gòu)并沒有改變,因此并未打破各機構(gòu)原有的動平衡,所以本文對各機構(gòu)的動力學不進行分析。




  假           設(shè)  

?  機器各部分所受的總重力為∑ G  ?

則:∑ G=G1+G2+…+Gn

式中:
∑ G 為機器各部分所受的總重力;
G1 為零件 1 所受的重力;
G2 為零件 2 所受的重力;
……
Gn 為零件 n 所受的重力;

另外,底座受到的支撐力
來自于臺板對四平角的支撐,

并且:
∑ G=f1+f2+f3+f4
f1、f2、f3 和 f4 為四平角的支撐力。


圖二 底座受力圖



目前對于各類箱體機器殼體振動特性的研究有很多種方法,例如數(shù)值模擬法、有限元分析法和動態(tài)子結(jié)構(gòu)法等。

本文通過建立該機型底座的三維模型,采用有限元分析法對底座進行分析。在分析前,利用相關(guān)三維設(shè)計軟件將該底座進行簡化處理(去除小圓角等),然后再使用軟件自帶的 Simulation 插件對其進行有限元分析。

底座是由 HT200 鑄造而成,其材料屬性(內(nèi)容摘自GB/T 9439-2010 灰鑄鐵件)如表 1 所示。


由于機頭與底座之間通過螺栓連接,因此底座受力部位為機頭與底座的接觸面。具體效果如下圖 3 所示,紫色箭頭為機器的重力總和,約為 350N ;綠色箭頭為底座的固定位置。


網(wǎng)格劃分是進行有限元分析前的主要工作,對整個有限元分析的結(jié)果會有重大影響。Simulation 的網(wǎng)格劃分是比較智能和科學的,因此將采用系統(tǒng)默認的方式進行網(wǎng)格劃分,實體單元大小為 20mm,公差為1mm,單元總數(shù)為347562,節(jié)點總數(shù)為540605,網(wǎng)格劃分效果如圖 4 所示。


按照上述給定的條件,Simulation 有限元分析得出的結(jié)果如圖 5 至 10 所示。

從圖 5 和圖 6 可看出,底座的最大應(yīng)力位于底座右后端的四平角處,應(yīng)力為 3.6MPa,遠遠小于底座材料HT200 的最小屈服強度(130MPa)。

130÷3.6 ≈ 36

因此,從應(yīng)力方面看,底座是完全滿足強度需求的。

從圖 7 和圖 8 可看出,底座的最大變形處是在機頭與底座接觸的位置,變形量為 1.013x10-2mm,遠遠小于此處的厚度(約為 32mm)。

32÷(1.013 x 10-2)≈ 3159

因此,從位移方面看,底座的變形是可以忽略不計的。


從圖 9 和圖 10 可看出,底座的最大應(yīng)變處為底座右前端的四平角附近,為 5.469x10-5,遠遠小于底座材料 HT200 的伸長率(0.3 ~ 0.8%)。

0.3x10-2÷(5.469x10-5)≈ 55

因此,從應(yīng)變方面看,底座是完全滿足強度需求的。

述:底座在靜態(tài)時是完全滿足強度需求的。



由于機器實際運行過程中,會有一定的振動,如果在某一階頻率與整機固有頻率接近或相等,機器就會發(fā)生共振現(xiàn)象。當發(fā)生共振現(xiàn)象時,會極大地傷害機器整體強度,并可能造成一定的人身傷害,因此,我們需要驗證該底座的振幅不會超標或者不會發(fā)生共振現(xiàn)象。

圖11  測試狀態(tài)


測試采用振動測試儀,參數(shù)調(diào)整為項目“位移”,行程“0.1mm”檔,波形“單峰”(盡量保證測量數(shù)值在總行程的 1/3~2/3 之間,這樣測試精度有保證),測試位置為整機針板處。

另外,選定測試范圍為2000~5000r/min,是因為 3000~4000r/min 為常用轉(zhuǎn)速,3750r/min為默認轉(zhuǎn)速,5000r/min 為最大轉(zhuǎn)速。并且,測試依據(jù)為企業(yè)標準“機器最高轉(zhuǎn)速時振動不大于 260um?!保▎畏鍎t為 130um)


表 2 機器振動測試結(jié)果



結(jié)論:

①在所有測試的轉(zhuǎn)速下,機器的振幅都在規(guī)定要求內(nèi);

②機器轉(zhuǎn)速在 2000r/min 時振幅最大,并且隨著轉(zhuǎn)速提高,振幅有一個突降,所以此時機器的固有頻率與轉(zhuǎn)速相接近,產(chǎn)生了共振現(xiàn)象;

③機器轉(zhuǎn)速在 3000 ~ 4 000r/min 范圍內(nèi)時,機器的振幅處于一個較低的水平,說明機器的結(jié)構(gòu)是一個較為優(yōu)良的設(shè)計;

④機器轉(zhuǎn)速在 4500r/min 以上時,機器的振幅開始增加,但無突增,說明機器完全能夠適應(yīng)此時的工作狀態(tài)。

⑤樣品 2 在 4500r/min 以上時,振幅無明顯變化,說明此樣機的動平衡較為優(yōu)秀,但不影響總體結(jié)論的得出。

綜上所述,本機型結(jié)構(gòu)優(yōu)良,完全滿足所有使用要求。


平縫機是服裝工業(yè)化生產(chǎn)的主要設(shè)備,強度和振動是平縫機的重要技術(shù)指標,對其使用性、舒適性和安全性有很大的影響。
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