Урок 13Б | Подготовка швейной машины к работе. §28. Швейная машина

Главная сайта | В меню | Подготовка швейной машины к работе

Раздел. Материальные технологии.

Вариант Б: Технологии обработки текстильных материалов.

Тема урока. Подготовка швейной машины к работе.

Тип урока: комбинированный.

Цели урока: организовать деятельность учащихся по ознакомлению с устройством швейной машины; обучить подготовке швейной машины к работе.

Содержание урока 13Б

§27. Технология раскроя одежды

§28. Швейная машина

Швейная машина — основное технологическое оборудование для изготовления швейных изделий. Современная швейная машина имеет электрический привод — устройство, с помощью которого рабочая часть машины приводится в движение, и электронный дисплей для визуального отображения информации: вида стежков, их длины, ширины зигзагообразной строчки.

Рассмотрим типовую модель современной швейной машины с электрическим приводом (рис. 88).

Рис. 88. Основные узлы швейной машины с электрическим приводом:
7 — платформа машины; 2 — челночное устройство; 3 — лапка; 4 — обрезатель нитки; 5 — игла; 6 — кнопка реверса; 7 — кнопка автоматической закрепки; 8 — кнопка подъёма/опускания иглы; 9 — нитепритягиватель; 10 — устройство натяжения; 11 — регулятор натяжения верхней нитки; 12 — регулятор скорости; 13 — стержень для катушки; 14 — моталка; 15 — дисплей; 16 — кнопки выбора строчек; 17 — таблица образцов строчек; 18 — педаль привода

Швейную машину устанавливают на столе так, чтобы рабочее место было хорошо освещено. Изделие, которое вы шьёте, должно свободно располагаться на столе во время работы. Поэтому нужно освободить место слева от иглы швейной машины, убрав со стола все ненужные предметы.

Подготовка швейной машины к работе

Прежде чем шить на швейной машине, нужно намотать нитки на шпульку, заправить верхнюю и нижнюю нитки.

Намотка нижней нитки на шпульку

1. Включить швейную машину, нажав на кнопку включения/ выключения.

2. Установить катушку с нитками на стержень для катушки, завести нитку в устройство натяжения, а сё конец несколько раз обмотать вокруг шпульки.

3. Надеть шпульку на штифт моталки, чтобы выступ вошёл в прорезь, и нажать на шпульку до упора вправо (рис. 89).

Рис. 89. Намотка, нитки на шпульку (вид на машину сверху)

4. Нажать ногой па педаль. Когда нитка намотается на шпульку, машина остановится автоматически. Снять йогу с педали. Отжать шпульку влево, снять её, отрезать нитку.

Заправка верхней нитки

1. Завести нитку с катушки в устройство натяжения, прорези для нитки, нитепритягиватель (рис. 90).

Рис. 90. Заправка верхней нитки

2. Продеть нитку в игольное ушко.

Заправка нижней нитки

1. Вложить шпульку в челночное устройство.

2. Провести нитку под пластинчатые пружины.

В швейных машинах прошлого поколения шпульку необходимо сначала вложить в шпульный колпачок, а затем в челночное устройство.

Выведение нижней нитки наверх

1. Натянуть левой рукой верхнюю нитку, заправленную в иглу, а правой рукой нажать на кнопку подъема/опускания иглы (или повернулъ маховик на себя). Игла опустится вниз, захватит нитку и вернётся в верхнее положение, вытягивая нитку за собой (рис. 91).

Рис. 91. Выведение нижней нитки наверх

2. Вытянуть нижнюю нитку, заведя верхнюю нитку в прорезь лапки, отвести обе нитки назад, в рабочее положение.

§ 27§ 28

как устроен, схема, ремонт, какой выбрать

Изобретение электропривода к швейной машине было поистине революционным, поскольку позволило упростить работу мастера, его руки стали свободными, и он смог больше усилий приложить для качественного пошива одежды или других швейных изделий.

В этом устройстве электроэнергия преобразуется в механическую энергию, заставляющую иглу с ниткой быстро прокалывать ткани, таким образом, соединяя их в одну деталь. Электропривод также  увеличил силу прокола ткани иглою, что позволило мастерам работать с более плотными материалами: кожей, мехом и другими.

Содержание

• Устройство, схема и принцип работы электропривода
  • Устройство электропривода для бытовых швейных машин
• Можно ли отремонтировать самостоятельно
• Виды ремонтных работ на электроприводах швейных машинок для самостоятельного исполнения
• Как выбрать новый электропривод к швейной машинке

Устройство, схема и принцип работы электропривода

Электропривод к швейной машинке устанавливается, чтобы автоматизировать процесс пошива путем преобразования электроэнергии в механическое вращение рабочего вала, при этом управляя частотой вращения электродвигателя.

Современный электрический привод у швейной машины работает в едином комплексе устройств, участвующих в процессе преобразования электрической энергии в поступательное движение иглы. К нему относятся: электрический двигатель, реостат в виде рабочей педали, ремень для привода шкива, шкив, пасики, клеммы штекера, защитный корпус, электрические провода и крепления.

Современные приводы рассчитаны на работу со стандартным напряжением сети, для бытовых машин оно равно — 220В, для промышленных -380 В.

Все электрические приводы классифицируются на две группы: сервоприводные и с сцеплением.

Сервоприводные устройства предназначены в основном для бытовых швейных машин, они работают вместе с педалью, которая выполняет роль реостата, полностью контролирует скорость электродвигателя. В том случае, когда педаль не нажата — двигатель отключен и находится в нерабочем состоянии.

Такие двигатели маломощные не выше 150 Вт,  и не могут продолжительно  и постоянно работать, не более 30 минут, если меньший период не указан заводом-изготовителем оборудования.

Двигатель с сцеплением устанавливается на швейных машинах промышленного типа, он предназначен для выполнения большого объема пошивочных работ. Может беспрерывно работать часами и обрабатывать толстые, плотные ткани, которые сервоприводные машинки обработать не могут.

Тем не менее у них есть существенный недостаток, по сравнению сервоприводными двигателями — невозможность регулировки скорости пошива.

Устройство электропривода для бытовых швейных машин

Комплект электропривода для внешнего монтажа состоит из электропривода 90 Вт напряжением 220В, что является стандартным значением для отечественных бытовых швейных машин, а также из кронштейна для надежного закрепления привода к корпусу.

Корпус привода пластиковый, для защиты работающего персонала от ударов электротока. На нем расположена кнопка пуска. Ножной пускатель или корректор скорости аналогично исполнен из защитного противоударного пластика, он не разбивается при падении, а также не нагревается при работе.

С корпусом педали крепко закреплены 2 питающих электропровода в защищенной обмотке. Первый подключается к электро розетке, другой — к электроприводу.

Для соединения электропривода со шкивом швейной машинки используется сверхпрочный зубчатый ремень, который практически не подвержен растягиванию и расслаиванию. Также к комплекту прилагаются крепежные винты и шайбы.

Можно ли отремонтировать самостоятельно

Электрические швейные машинки и их комплектующие относятся к очень надежным устройствам, способным работать десятилетиями, особенно если пользователь правильно выполняет техническое обслуживание в соответствии с требованием завода-изготовителя.

Важно! С тем чтобы не допустить аварийных выход из строя электропривода,  нужно все время контролировать с каким напряжением крутится вал машинки.

Он должен поворачиваться довольно легко, без нарушений. Так при  разгоне  его рукой он обязан по инерции еще выполнить пару оборотов. Если он останавливается сразу, нужно хорошо обслужить машинку, почистить и смазать все трущиеся части машинным маслом по схеме, указанной в заводской инструкции.

Если этого не сделать, то затрудненное вращение вала, рано или поздно, приведет к перегреву мотора, за которым последует выход его из строя из-за перегоревших обмоток.

Кроме того, важно следить за графиком работы на бытовой швейной машине, поскольку они изначально не рассчитаны на продолжительную работу. Нужно делать перерывы, чтобы электрический привод мог охлаждаться. Это требование не распространяются на современные модификации бытовых машин, которые имеют встроенную воздушную крыльчатку на электроприводе, для охлаждения мотора.

Тем не менее, случается ситуация, когда после включения в сеть провода электропривода, машинка не запускается. Владелец в такой ситуации, конечно же постарается запустить ее в работу, и задается вопросом, как самостоятельно ее отремонтировать.

Это не такой простой вопрос, поскольку остановка машины может быть вызвана многими причинами. Некоторые сбои вполне под силу устранить домашнему мастеру самостоятельно, а некоторые даже не смогут исправить и в сервисных центрах.

Поэтому начинать надо с уточнения факта, находится ли швейная машинка на гарантийном обслуживании. Обычно этот период у швейных машин  довольно большой, более пяти лет, он указывается в паспорте на устройство.

И в том случае, когда гарантия еще действительна, при любом виде  поломок, нужно обращаться в сервисные центры, адреса которых указываются в гарантийных документах продавцом товара при оформлении сделки.

Далее нужно выявить причины поломки, существует довольно объемный перечень работ, которые вполне способен выполнить домашний мастер самостоятельно.

Виды ремонтных работ на электроприводах швейных машинок для самостоятельного исполнения

№	Описание сбоя	Причины сбоя	Варианты исправления
1	Гудит привод при давлении на    педаль, подгорают контакты	1. Перетянуто натяжение ремня. 2. Медленный ход вала из-за заеданий или засоров. 3. Подгорели контакты в электроцепи. 4. Обрыв электроцепи	1. Регулируют натяжение ремня. 2. Снимают ремень с двигателя и регулируют ход машинки. 3. Разборка педали и устранение препятствий в ходе якоря. 4. Проверка электропроводки на целостность токожил.
2	Маховик вращается неравномерно	Растянутый  и ослабленный ремень  на шкиве	Выполнить натяжку ремня, опускают   кронштейн
3	Привод работает со сбоями и останавливается	Зависли щетки  двигателя, заклинила пружина щетки	Вынимают щетки вынуть, проводят очистку, чтобы   они свободно перемещались
4	Двигатель очень перегревается	1. Зависли щетки. 2. Замыкание в электрообмотках из-за постоянных перегрузок.	1. Установить новые щетки. 2. При появлении искрения, немедленно остановить двигатель. 3. Замена электропривода.
5	Якорь трет статорный  башмак	Сбой в  работе реостатного механизма педали	Переустановить ограничительное кольцо подшипника, чтобы  передвинуть вал слева направо.
6	При подключении напряжения в приводе   появляется   гудение	Отсутствует  свободный ход в нажимной крышке	Разборка педали,    отвод контактных пластин  якоря подальше от реостата
7	При легком нажатии на педаль, возникает максимальный  ток	Запала кнопка контакта   ниже допустимого уровня головки  стяжного болта	Поднять   кнопку  контакта

Однако очень часто, важные узлы электропривода самостоятельному ремонту не поддаются, например, сгорела педаль управления или обмотки электропривода. Их отремонтировать могут только специалисты при наличии специального оборудования.

Порой работа по восстановлению электродвигателя превышает стоимость нового комплекта, поэтому пользователю придется выбрать для себя приемлемый вариант восстановления работоспособности оборудования.

Как выбрать новый электропривод к швейной машинке

Даже если пользователь отремонтировал электропривод для швейной машины в мастерской — это ненадолго. С каждым разом машинка будет работать всё хуже, а привод быстрее перегреваться. Если же произойдет разрыв витков обмоток — привод ремонту больше не подлежит.

Поэтому владельцу придется покупать новый комплект электропривода для восстановления работы швейной машины. Сегодня это не проблема, российский рынок электробытовой техники насыщен предложениями по ремонтным комплектам к бытовым швейным машинкам, как отечественного, так и западных производителей, причем, что важно, многие из них  универсальны и конструктивно могут подходить под большинство старых модификаций швейных машин.

Поэтому важно знать принципы выбора электропривода. Прежде всего придя в магазин или заказывая электропривод через торговую площадку онлайн, важно иметь под рукой сгоревший привод, для того чтобы знать его технические характеристики, направление вращения вала и вариант крепления к машине. Особенно это важно для приводов, которые устанавливаются внутри корпуса машины.

Мнение эксперта

Максим Маленко

Мастер ремонта бытовых швейных машинок

При затягивании закрепляющего болта нужно контролировать чтобы не произошла перетяжка  ремня. Для этого его проверяют легким нажатием пальца, при этом он  допускается прогиб на 4-5 мм.

Моторы с внешней установкой на машинки подобрать проще, важно знать направление движения и электрические параметры: мощность, ток и напряжение. Крепление к машинкам у  них однотипные, под ключ  для болтового соединения  12 мм. В головке  имеется шлиц,  поэтому можно будет закреплять привод и отверткой.

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ ШВЕЙНЫХ МАШИН

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В течение нескольких лет было разработано семейство асинхронных двигателей, содержащих встроенный маховик и механизм муфты-тормоза, как средство для привода промышленных швейных машин. Эти асинхронные двигатели рассчитаны на мощность, необходимую для непрерывного привода швейной машины на желаемой скорости. Быстрое ускорение достигается накоплением кинетической энергии в маховике и передачей этой энергии посредством зацепления муфты на выходной вал, соединенный с главным валом швейной машины с помощью шкивов и ремня. Прерывистое движение и переменная скорость контролируются способностью оператора проскальзывать сцепление для достижения желаемой производительности. Остановка осуществляется фрикционным тормозом.

Основным преимуществом описанных выше систем является возможность использования двигателя, рассчитанного на постоянный выходной крутящий момент при рабочей скорости швейной машины, путем получения требуемого максимального крутящего момента за счет энергии, запасенной в маховике. Эти системы, однако, имеют ряд недостатков, например:

1. Требуется ряд механических механизмов проскальзывания и ударов, таких как муфты, тормоза и ремни, которые придают системе механический удар и приводят к неравномерной выходной крутящий момент.

2. Дисбаланс маховика может вызвать чрезмерную вибрацию.

3. Рабочие характеристики швейной машины зависят от износа муфты, тормоза, ремня и шкива.

4. Требуется частая замена сцеплений, тормозов и ремней по мере замерзания или износа деталей.

5. Двигатель постоянно потребляет энергию в периоды простоя швейной машины.

6. Требуется передача механической энергии через верхнюю часть опорного стола.

7. Кривая зависимости скорости от времени для ускорения показывает отчетливое «колено», характерное для всех высокоинерционных муфтовых приводов и приводящее к потере производительности шитья.

Внедрение за последние несколько лет малоинерционных двигателей постоянного тока с подвижной катушкой и якорем с поверхностной обмоткой позволяет создать систему, преодолевающую все вышеперечисленные недостатки современных асинхронных двигателей с маховиком. Эти устройства представляют собой двигатели постоянного тока, в которых вращающийся якорь состоит из очень малоинерционной медной катушки или ротора с поверхностной обмоткой, не содержащего железа и погруженного в поле постоянного магнитного потока, предпочтительно создаваемое постоянными магнитами. Двигатель этого типа показан и описан в патенте США Swiggett. №2,970 238. Этот тип двигателя имеет чрезвычайно низкую индуктивность якоря и, как следствие, электрическую постоянную времени на один или два порядка ниже, чем у обычных двигателей постоянного тока. Характеристики таких двигателей: высокое отношение крутящего момента к моменту инерции, низкая индуктивность, отсутствие магнитного насыщения, низкое напряжение и длительный срок службы щеток в рабочем состоянии.

В соответствии с настоящим изобретением путем подключения двигателя постоянного тока вышеописанного типа непосредственно к главному валу швейной машины и обеспечения схемы управляемого выпрямителя, как будет описано здесь, для подачи регулируемого постоянного тока на двигатель для получения крутящего момента или выборочно для подачи электрической нагрузки на якорь для получения динамического тормозного момента от двигателя, все функции, которые в настоящее время выполняются асинхронными двигателями с маховиком с тормозами сцепления, могут выполняться равным или лучшим образом и без недостатков, присущих в этих устройствах предшествующего уровня техники, как указано выше.

Описываемая здесь система приводит в действие швейную машину путем прямого соединения указанной швейной машины без ремней или шкивов с одинарным вращающимся малоинерционным якорем, погруженным в поле постоянного магнитного потока и закрепленным на подходящих подшипниках для простого вращательного движения. Быстрое ускорение и управление рабочей скоростью достигается исключительно за счет управления с помощью подходящей полупроводниковой схемы постоянным током, проходящим через якорь для работы двигателя. Быстрое замедление достигается за счет аналогичного управления током якоря, подаваемым якорем на рассеивающую нагрузку во время динамического торможения двигателя. Все операции реагируют на простые командные сигналы, генерируемые контроллером, управляемым оператором.

Основной задачей настоящего изобретения является создание системы электрического привода для швейной машины промышленного типа, которая устраняет необходимость в каких-либо муфтах или тормозах или в какой-либо передаче механической энергии через верхнюю часть опорного стола.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание системы такого типа, в которой приводным узлом является двигатель постоянного тока с низкой инерцией, который является частью самой швейной машины, и в которой управление ускорением, скоростью и, замедление швейной машины является исключительно функцией протекания постоянного тока в якорь двигателя и из него под управлением одного устройства, приводимого в действие оператором.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание твердотельной схемы для вышеуказанной системы, использующей последовательно включенные управляемые выпрямители в многофазной схеме с регулируемой фазой, которая распределяет ток нагрузки равномерно по фазам переменного тока для предотвращения однофазного перегрузка.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание системы привода для швейной машины, которая не зависит от механических накопителей энергии для получения высоких ускоряющих моментов, а скорее использует быструю токоотдачу прямого соединения с низкой индуктивностью. , малоинерционный якорь, погруженный в поле постоянного магнитного потока, чтобы обеспечить приводной и/или тормозной момент, пропорциональный току.

Важной особенностью системы по данному изобретению является то, что ускоряющий момент не ограничивается накоплением механической энергии, как в предшествующих системах с маховиками, которым требуется время для восстановления энергии, извлекаемой в течение каждого периода ускорения. Там, где требуются частые близко расположенные пуски и остановки, как это обычно бывает при промышленном шитье, максимальная скорость может не достигаться за требуемое время, потому что маховик должен замедляться, чтобы высвободить свою энергию для ускорения швейной машины. Однако в системе по данному изобретению ускоряющий момент зависит только от тока, который быстро накапливается в якоре двигателя из-за его очень низкой индуктивности, и якорь по существу не добавляет системе инерции вращения. В результате швейная машина быстро разгоняется до максимальной скорости и может выполнять больше стежков в единицу времени в течение этого периода, чем системы предшествующего уровня техники.

На чертежах

РИС. 1 представляет собой вид спереди, показывающий вариант осуществления системы по настоящему изобретению.

РИС. 2 представляет собой полную принципиальную схему электрических компонентов, используемых в варианте осуществления, показанном на фиг. 1.

РИС. 3 представляет собой сравнительный график, показывающий зависимость скорости от времени для промышленной швейной машины для типичного пускового цикла с использованием системы привода муфта-тормоз предшествующего уровня техники и с использованием системы прямого привода по настоящему изобретению.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обратимся теперь к фиг. 1 показана швейная машина 10 обычного промышленного типа, установленная на столе 11. Двигатель 12 общего типа показан и подробно описан в патенте США Swiggett. № 2970238 и имеющую якорь 12′, крепится к раме швейной машины 10 скобой 13. Вал 14 с возможностью вращения с якорем 12′ проходит от обоих концов двигателя 12. Вал 14 соединен в одним концом непосредственно к валу 15 швейной машины, а другим концом к маховику 16.

Коробка 17, установленная под столешницей, содержит схему, которая будет описана позже, для подачи переменного постоянного тока на двигатель 12 посредством проводников, содержащихся в кабеле 18, который проходит через верхнюю часть стола 11 и соединяется с якорем двигателя 12. ‘. Кабель 19 заканчивается вилкой 20, приспособленной для подключения к обычному коммерческому источнику многофазного переменного напряжения.

Обычный моторный вентилятор 21 может быть установлен в верхней части коробки 17 для обеспечения потока вентиляционного воздуха через коробку для облегчения охлаждения содержащихся в ней компонентов схемы, если это необходимо. Гибкий всасывающий шланг 22 может соединять впускное отверстие воздуходувки 21 с вентиляционным отверстием в двигателе 12, которое имеет обычное впускное отверстие, открытое в атмосферу. Таким образом, воздух, проходящий через двигатель, может также нагнетаться через распределительную коробку 17 для одновременного охлаждения двигателя и компонентов схемы.

Следует отметить, что единственными элементами, проходящими через столешницу, являются кабель 18 и шланг 22, и они являются стационарными и не требуют критического позиционирования. В этой системе не требуется никаких механических элементов, передающих энергию, для прохождения через столешницу, что значительно облегчает сборку и повышает безопасность, исключая возможность контакта человека с движущимися частями.

Обычная педаль 23, вращающаяся на стержне 24, соединена с управляющим элементом 25 с помощью шатуна 26. Как будет описано ниже, управляющий элемент 25 может содержать сопротивление, величина которого регулируется посредством перемещения шатуна 26 в ответ на в положения педали 23, управляемые оператором. Элемент 25 может также содержать переключатель, который нормально разомкнут, но может быть замкнут при правильном обратном движении педали 23. Кабель 27 содержит проводники, электрически соединяющие элемент управления 25 с компонентами схемы, содержащимися в коробке 17, так что команды, подаваемые оператора на педали 23, преобразуются в изменения схемы, которые приводят к изменениям тока в якоре двигателя 12′, что приводит к ускорению, регулированию скорости и/или торможению швейной машины в прямом соответствии с изменениями крутящего момента, развиваемого двигателем.

Схема для обеспечения изменения тока, подаваемого на двигатель 12 в ответ на команды педали, подробно показана на фиг. 2 и теперь будет описано.

Трехфазный трансформатор 30 имеет первичные обмотки 31, подключенные через предохранители 32 и главный выключатель 33 к промышленному источнику S-S многофазного переменного напряжения. Вторичные обмотки 34 подключены к линиям 35, 36 и 37 и обеспечивают по этим линиям многофазное переменное напряжение на величину ниже, чем у источника S-S, и совместимую с требованиями низкого напряжения двигателя 12.

Стационарные выпрямители 38 имеют свои аноды, подключенные к линиям 35, 36 и 37 соответственно, и их катоды, соединенные вместе с линией 39, чтобы обеспечить шину постоянного тока, имеющую положительную полярность, как показано. Стационарные выпрямители 40 имеют свои катоды, соединенные с линиями 35, 36 и 37 соответственно, и их аноды, соединенные вместе с линией 41, чтобы обеспечить шину постоянного тока, имеющую отрицательную полярность, как показано. Понятно, что пока переключатель 33 остается замкнутым, опорное напряжение постоянного тока постоянного значения появляется на линиях 39.и 41.

Опорное напряжение подается линиями 42 и 43 на сопротивление 44 потенциометра в элементе управления 25. Скользящий кран 45, регулируемый движением сошки 26 в ответ на движение педали 23, приводимое в действие оператором, обеспечивает на линии 46 переменное управляющее напряжение постоянного тока положительной полярности по отношению к линии 41. В расслабленном положении педали, как показано на фиг. 2, пружина 47 смещает шатун 26, чтобы установить отвод 45 на вершину сопротивления 44, так что напряжение на линии 46 равно нулю по отношению к напряжению на линии 41. Когда педаль 23 нажата, напряжение на линии 46 постоянно увеличивается. до тех пор, пока при полном положении педали оно не станет максимальным и при необходимости может быть сделано равным напряжению на линии 39. Как будет объяснено ниже, любое значение скорости двигателя вплоть до максимально желаемого значения может быть установлено путем выбора управляющего напряжения, установленного на линии 46, путем манипулирования педалью 23. В расслабленном положении педали 23 управляющее напряжение не подается на линии 46, и ток возбуждения не подается на якорь 12′ двигателя.

Делитель фиксированного напряжения, состоящий из сопротивлений 48 и 49, соединенных последовательно между линиями 39 и 41, обеспечивает на линии 50 положительное управляющее напряжение заданного значения. Когда педаль 23 реверсирована или наклонена, переключатель 51 в контроллере 25 замыкается, который соединяет линию 50 с линией 52 для подачи питания на цепь динамического торможения двигателя 12, как будет объяснено ниже.

У управляемых кремнием выпрямителей (SCR) 53 аноды подключены соответственно к линиям 35, 36 и 37, а их катоды подключены вместе к линии 54, которая соединяется с положительной клеммой 55 двигателя 12. Отрицательная клемма 56 двигателя 12 соединен линиями 57 с линией 41.

Из вышеизложенного будет ясно, что три управляемых выпрямителя 53 и три фиксированных выпрямителя 40 составляют многофазную мостовую выпрямительную систему для подачи переменного постоянного тока на якорь двигателя 12′. от многофазных линий переменного тока 35, 36 и 37 через линии 54 и 57 и со значением, зависящим от фазового угла включения или проводимости управляемых выпрямителей 53.

Энергия для зажигания тиристора 53 привода получается путем зарядки соответствующих конденсаторов 58, 59 и 60 через соответствующие последовательные сопротивления 61, 62 и 63 от управляющего напряжения на линиях 46 и 41. Скорость нарастания напряжения на конденсаторах 58, 59 и 60 будет зависеть от значения RC и значения управляющего напряжения, определяемого настройкой отвода 45.

Пороговые пусковые устройства, известные как кремниевые односторонние переключатели (SUS) и обозначенные как элементы 64, 65 и 66, являются используется для контроля разряда соответствующих конденсаторов 58, 59и 60, в затворы соответствующих тиристоров 53 в надлежащее время относительно положительных полупериодов анодного напряжения на тиристорах, чтобы последовательно включать тиристоры в проводимость синхронно с чередованием фаз многофазного напряжения переменного тока на линиях 35, 36. и 37. Этот последовательный синхронный запуск имеет важный результат распределения нагрузки переменного тока равномерно по всем трем фазам, так что ни одна фаза не будет перегружена. Это имеет особое значение в этом приложении, где пиковый постоянный ток на двигателе обязательно высок для обеспечения высоких начальных крутящих моментов для быстрого ускорения.

Следует отметить, что каждый из (SUS) 64, 65 и 66 имеет клемму затвора, соответственно 67, 68 и 69, которая подключена к общей точке между парами последовательных сопротивлений 70 и 71. Каждое из сопротивлений 70 соединяет к той же линии (35, 36 или 37), к которой подключен анод соответствующего SCR 53. Сопротивления 71 соединены вместе с линией 41. Вышеупомянутые соединения с затворами 67, 68 и 69 обеспечивают обнаружение пересечения нуля для (SUS) для синхронизации последовательного срабатывания SCR 53 с чередованием фаз переменного тока. напряжение, как будет объяснено.

Величина тока, протекающего через нагрузку двигателя, определяется частью проводимости полупериода, которая смещает каждый SCR 53 в прямом направлении, т. е. фазовым углом проводимости. Этот фазовый угол определяется моментом времени после того, как фазное напряжение на линиях 35, 36 и 37 пересекает ноль, на который смещен затвор SCR. Затворы SCR питаются от (SUS) 64, 65 и 66. Эти диоды имеют относительно высокий прямой импеданс, пока напряжение на них не достигает определенного уровня, обычно 6-10 вольт. Затем прямое сопротивление уменьшается почти до нуля, и диод сильно проводит, пока его ток не уменьшится до нуля, после чего его полное сопротивление снова становится высоким. Поэтому один из методов включения SUS-диода в проводимость состоит в том, чтобы поднять его напряжение между анодом и катодом выше его порога срабатывания. Другой способ вызвать проводимость — уменьшить напряжение затвора диода ниже напряжения анода с помощью соединений с переходом через нуль, описанных выше. Аналогичная схема, использующая SUS для управления запуском SCR, показана и описана на страницах 213 и 214 Руководства по SCR, 4-е издание, опубликованное General Electric в 1967, на который можно ссылаться для более подробного объяснения.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Чтобы объяснить работу триггерной схемы, рассмотрим систему в состоянии покоя с педалью 23 в расслабленном положении, как показано на РИС. 2. Все тиристоры 53 выключены, и ток через них или через якорь двигателя 12′ не течет. Диоды 38 и 40 обеспечивают почти постоянное напряжение постоянного тока на сопротивлении 44 потенциометра. 66. Это приведет к тому, что конденсатор 58, 59и 60 для зарядки до напряжения на линии 46 через соответствующие сопротивления 61, 62 и 63 со скоростью, определяемой постоянной времени RC. Проводимость каждого SUS возникает, когда напряжение переменного тока на аноде связанного с ним SCR достигает нуля и ток через двигатель не проходит. Однако это имеет эффект сброса каждого конденсатора 58, 59 и 60 до нулевого заряда в начале положительного полупериода для каждой фазы, и после этого каждый конденсатор заряжается последовательно до тех пор, пока не будет достигнут пороговый уровень SUS, подключенный к его положительной клемме. и стробирующий импульс на соответствующий SCR вызывает его проводимость в течение оставшейся части положительного цикла на этой фазе. Это синхронная операция запуска, упомянутая выше.

Проводимость тиристоров 53 в описанной выше последовательности пропускает ток к клеммам 55 и 56 и через якорь 12′ двигателя 12, вызывая его вращение и результирующую противоЭДС. в строках 54 и 57. Следует отметить, что эта обратная Э.Д.С. находится в последовательной оппозиции к напряжению на конденсаторах 58, 59 и 60 по отношению к напряжению анод-катод на СУС. Таким образом, по мере того, как двигатель 12 достигает скорости для данного положения отвода 45, конденсаторы 58, 59 и 60 должны заряжаться до более высокого напряжения, чтобы преодолеть противоЭДС. генерируется для достижения порогового напряжения SUS. Это задерживает проводимость тиристоров и сокращает период проводимости тиристоров в каждом положительном полупериоде, а также уменьшает средний постоянный ток, подаваемый на якорь 12′ двигателя. Быстро достигается скорость вращения, при которой угол проводимости как раз достаточен для подачи среднего тока на якорь 12′, необходимого для обеспечения крутящего момента нагрузки при этой скорости, и двигатель 12 будет работать на этой уравновешивающей стабильной скорости.

Если бы при этой стабильной скорости крутящая нагрузка увеличивалась, например, из-за увеличения толщины шва, скорость имела бы тенденцию к снижению. Поэтому обратная Э.Д.С. упадет, чистое напряжение на SUS увеличится, а угол открытия увеличится, что приведет к увеличению среднего постоянного тока на якорь 12 ‘, что приведет к увеличению крутящего момента и увеличению скорости до исходной балансировочной скорости. Аналогичным образом, уменьшение нагрузки крутящего момента будет автоматически уменьшать угол открытия, что приведет к уменьшению среднего тока якоря 12’ и возврату к уравновешивающей скорости, установленной отводом 45. Таким образом, система по данному изобретению обеспечивает управляемые оператором средства для выбора желаемую скорость и автоматические средства для регулирования выбранной скорости в зависимости от изменений нагрузки.

Специалистам в данной области техники будет очевидно, что потенциометр 44, 45 можно заменить набором переключаемых резисторов для выбора дискретных настроек скорости. Также понятно, что сопротивления 61, 62, 63 могут быть переменными или могут быть выбраны таким образом, чтобы можно было точно согласовать углы возбуждения для всех трех фаз.

До сих пор была описана только функция привода схемы на фиг. 2. Теперь будет описана функция торможения этой схемы, с помощью которой швейная машина 10 может быть быстро остановлена.

Переключатель 51 (который может быть встроен в контроллер 25) соединен с педалью 23 таким образом, что замыкается только тогда, когда педаль реверсирована или наклонена. Когда это происходит, напряжение на линии 50 подается на линию 52 и передается через конденсатор 72 в виде одиночного импульса напряжения на затвор 73 стопорного тринистора 74. Сопротивление 75 шунтирует конденсатор 72 и регулирует скорость его разрядки для сброса. В этом положении педали метчик 45 находится в таком положении, как показано на фиг. 2, так что напряжение между линиями 46 и 41 равно нулю и предотвращает любое дальнейшее приведение в движение двигателя 12 из-за проводимости тиристоров 53 привода. от якоря 12′ за счет его вращения в поле постоянного потока, даже без привода от приводных тиристоров 53, срабатывание в проводимости стопорного тиристора 74 вызывает протекание тока через него и через нагрузочное сопротивление 76. Если значение это сопротивление 76 низкое, что позволяет протекать большому току, двигатель действует как генератор постоянного тока, работающий на большую нагрузку, и накопленная кинетическая энергия быстро поглощается потерями, рассеиваемыми на сопротивлении 76, а двигатель 12 и подключенная швейная машина 10 быстро отключаются. замедлился. Это известно как динамическое торможение. Следует отметить, что конденсатор 72 пропускает к затвору 73 только один импульс, и, поскольку напряжение анод-катод подается за счет противоЭДС постоянного тока. генерируемого вращающимся якорем 12′, стопорный тиристор 74 замыкается в проводимость этим одиночным импульсом. Как только якорь 21′ затормозит почти до нулевой скорости, стопорный тринистор 74 выключается из-за недостаточного удерживающего тока. Это оставит систему в покое и готовой к следующему циклу шитья.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Обратимся теперь к РИС. 3, кривая 100 представляет собой график зависимости скорости вращения вала рычага обычной промышленной швейной машины Singer модели 281-1 от времени, приводимой в действие обычным передатчиком муфты-тормоза Singer Series 52/53 и представляющей хорошие рабочие характеристики предшествующего уровня техники. В момент времени Т=0 швейной машине дают команду запуститься путем полного нажатия на педаль для включения сцепления. Начальная часть А кривой 100 показывает постоянное быстрое ускорение до скорости приблизительно 75 процентов от максимальной скорости, где происходит определенное «изгиб», а оставшаяся часть В кривой 100 показывает гораздо меньшее ускорение, достигающее максимальной скорости машины в приблизительно 760 миллисекунд общего истекшего времени. Было обнаружено, что это «колено» является неотъемлемой характеристикой всех высокоинерционных приводов с муфтой и тормозом и представляет собой точку, в которой энергия, запасенная в маховике, перестает вносить свой вклад в ускоряющий крутящий момент. После этого крутящий момент двигателя должен ускорять как швейную машину, так и маховик, чтобы восстановить кинетическую энергию маховика, которая была потеряна при начальной операции ускорения.

Конечно, было бы желательно продолжить ускорение вдоль участка A, как показано пунктирной частью C, до максимальной скорости D, а область (показана заштрихованной), заключенная между участком B и линией максимальной скорости D, представляет потенциальные швейные стежки. теряется при использовании высокоинерционных приводов муфты-тормоза предшествующего уровня техники.

Кривая 101 на фиг. 3 представляет собой график зависимости скорости вращения вала вала обычной промышленной швейной машины Singer модели 281-1 от времени, приводимой в движение напрямую малоинерционным быстродействующим двигателем постоянного тока типа U12 M4 производства компании Printed Motors, Incorporated, Нью-Йорк. , штат Нью-Йорк, и контролируемые в соответствии с системой по настоящему изобретению. В момент времени Т=0 швейная машина получает команду работать на максимальной скорости путем полного нажатия на педаль 23. Как показывает кривая 101, начальное ускорение выше, чем для кривой 100, и демонстрирует преимущество этой системы в быстром установлении в якоре 12′ большого постоянного тока и, следовательно, высокого момента за счет малой индуктивности якоря и изначально опережающей угла включения SCR привода 53. Следует отметить, что по мере того, как двигатель 12 достигает скорости, наклон кривой 101 постепенно уменьшается и, наконец, становится касательной к линии D максимальной скорости. Это отражает эффект в этой системе задняя Э.Д.С. якоря 12′ в задержке срабатывания тиристора 53 привода пропорционально увеличению скорости якоря и обеспечивает действие автоматического ограничения тока, которое полезно для предотвращения длительного высокого тока якоря 12′, но без неблагоприятного влияния на крутящий момент.

Сравнивая кривые 100 и 101, сразу становится очевидным, что характеристика ускорения системы в соответствии с данным изобретением не показывает «колена» и обеспечивает значительно лучшие характеристики шитья, чем высокоинерционные системы сцепления, ранее использовавшиеся в качестве общепринятого уровня техники. система. Область, показанная заштрихованной на фиг. 3, которая была недоступна для выполнения стежков в системе предшествующего уровня техники, теперь, по существу, с полным преимуществом используется при выполнении швейных стежков в соответствии с признаками настоящего изобретения.

Хотя кривая 101 представляет максимальную способность к ускорению этой конкретной системы до полной максимальной скорости с полностью нажатой педалью 23, следует понимать, что промежуточные скорости можно легко выбрать путем частичного нажатия педали 23, и семейство кривых, подобных Можно сгенерировать 101, каждый с разной максимальной скоростью. Легкость этого управления переменной скоростью резко контрастирует с навыками оператора, необходимыми для управления проскальзыванием муфты с ее неустойчивым поведением, как это необходимо в приводных системах предшествующего уровня техники для установления промежуточных скоростей.

В то время как раскрытая система показывает приводимую в действие оператором педаль для ввода команд шитья, основная электронная природа этой системы делает возможным автоматическое программируемое шитье без больших электромеханических или пневматических средств управления.

Поскольку ремней и шкивов нет, а скорость устанавливается исключительно изменением напряжения, изменение максимальной скорости швейной машины, используемой в системе по настоящему изобретению, может быть выполнено простой регулировкой потенциометром. Начинающий оператор может использовать машину на низкой скорости, чтобы научиться и, в конечном итоге, шить на высокой скорости на той же машине, и все это с помощью простой электрической регулировки.

Из вышеизложенного становится очевидным, что в соответствии с данным изобретением предложена система электропривода для современных высокоскоростных промышленных швейных машин, имеющая значительно более высокие рабочие характеристики по сравнению с системами предшествующего уровня техники, представляющими лучшие системы, доступные в настоящее время.

Хотя изобретение было описано с помощью конкретного примера и в конкретном варианте осуществления, не предполагается, что оно ограничивается этим, и для специалистов в данной области будут очевидны очевидные модификации, не отступающие от сущности и объема настоящего изобретения. изобретение.

Компоненты швейных машин — Детали швейных машин

Обычная электрическая швейная машина представляет собой увлекательное произведение инженерной мысли. Если бы вы сняли внешний кожух, вы бы увидели массу шестерен, кулачков, кривошипов и ремней, приводимых в движение одним электродвигателем. Точная конфигурация этих элементов сильно различается от машины к машине, но все они работают по одному и тому же принципу.

Электродвигатель соединен с ведущим колесом с помощью приводного ремня. Ведущее колесо вращает длинный верхний приводной вал , который соединен с несколькими различными механическими элементами. На конце вала вращается кривошип , который тянет игловодитель вверх и вниз. Рукоятка также перемещает рычаг натяжения нити. Двигаясь синхронно с игловодителем, натяжной рычаг опускается, чтобы создать достаточную слабину для образования петли под тканью, затем подтягивается, чтобы затянуть петлю после того, как она будет снята с челночного челнока.

Реклама

Нить проходит с катушки в верхней части машины, через натяжной рычаг и через узел натяжного диска . Поворачивая дисковый узел, шов может затянуть нитку, подающуюся в иглу. Натяжение должно быть больше при шитье более тонкой ткани и меньше при шитье более толстой ткани.

Первый элемент вдоль вала представляет собой простой ремень, который вращает нижний приводной вал. Конец нижнего приводного вала соединен с набором конических шестерен, которые вращают узел челнока. Поскольку оба соединены с одним и тем же приводным валом, узел челнока и узел иглы всегда движутся синхронно.

Нижний приводной вал также перемещает тяги , которые приводят в действие механизм зубчатой ​​рейки . Одно рычажное соединение перемещает зубчатую рейку вперед и назад при каждом цикле. В то же время другой рычаг перемещает зубчатую рейку вверх и вниз. Две связи синхронизированы, так что зубчатая рейка прижимается к ткани, сдвигает ее вперед, а затем опускается, освобождая ткань.