裁剪機(jī)中曲柄連桿滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及維護(hù)保養(yǎng)
在裁剪機(jī)中， 刀片對(duì)服裝面料的裁剪是通過曲柄連桿滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。該滑塊在高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下極易磨損，因此需要對(duì)曲柄連桿滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，根據(jù)運(yùn)動(dòng)參量值、受力情況和工作條件，分析滑塊和銅導(dǎo)軌的磨損、潤(rùn)滑情況，確定裁剪機(jī)維護(hù)保養(yǎng)方法。
1裁剪機(jī)工作過程及原理
裁剪機(jī)工作原理如圖1所示。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連桿2帶動(dòng)滑塊3作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，與滑塊聯(lián)動(dòng)刀片4形成對(duì)裁料的裁剪工作。
圖一
在裁剪機(jī)中，刀片的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)速度是影響裁剪能力及質(zhì)量的主要因素。根據(jù)裁剪面料，提高刀片切割面料速度時(shí)，需提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，滑塊的線速度也提高，這將使機(jī)器的振動(dòng)和噪聲也增大，滑塊易發(fā)熱膨脹，可能導(dǎo)致滑塊咬緊、卡死，使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活。由于摩擦發(fā)熱，如果機(jī)器潤(rùn)滑不好，會(huì)加速滑塊磨損，降低機(jī)器使用壽命。因此研究滑塊磨損潤(rùn)滑情況及應(yīng)力分布情況，便于設(shè)計(jì)及維護(hù)保養(yǎng)機(jī)器。
2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析
在圖2 所示的裁剪機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄AB長(zhǎng)度為R18毫米，連桿BC 長(zhǎng)度為102毫米，曲柄以角速度ω做回轉(zhuǎn)，θ是曲柄的轉(zhuǎn)角，λ = R /L =0.18，滑塊C位移速度及加速度為:s = R（ 1 － cosθ + 0.5λsin2θ）
v = Rω（ sinθ + 0.5λsin2θ） a = Rω2（ cosθ + λcos2θ）
當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速n=3 000轉(zhuǎn)/分時(shí)滑塊移動(dòng)zui大速度為5.65米/秒，zui大加速度為1 455.3m/s2。
當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速n=4 200轉(zhuǎn)/分時(shí)滑塊移動(dòng)zui大速度為7.92米/秒，zui大加速度為2 852.3m/s2。
圖二
3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性
圖3為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析示意圖，從曲柄R傳到連桿L上的力F與滑塊產(chǎn)生的壓力Fx之間存在如下關(guān)系： Fx=Fsinθ。
圖三
當(dāng)電機(jī)功率P=750瓦，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=3 000轉(zhuǎn)/分時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩M=9.8P/n=2.45Nm連桿上的力為 F=M/（R×sina）， a為曲柄和連桿之間的夾角當(dāng)Fzui大時(shí)，a=2.1°，θ=0.5°，此時(shí)F=379kg Fxmax=3 。
根據(jù)以上分析可以看出，滑塊移動(dòng)速度高，載荷大，在選擇導(dǎo)軌材料時(shí)一定要考慮抗咬焊、耐磨損、抗腐蝕、抗疲勞強(qiáng)度的材料。裁剪機(jī)中導(dǎo)軌通常采用錫青銅材料，為便于潤(rùn)滑，在銅導(dǎo)軌上開設(shè)幾個(gè)油槽，使油能夠可靠地潤(rùn)滑到整個(gè)摩擦表面之間。
4裁剪機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊及導(dǎo)軌維護(hù)和保養(yǎng)
裁剪機(jī)滑塊和銅導(dǎo)軌之間互相接觸，且在一定作用力下作相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生摩擦，摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相反，起到阻礙運(yùn)動(dòng)的作用。這個(gè)力激發(fā)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體振動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生摩擦噪聲。另外滑塊和銅導(dǎo)軌之間為滑動(dòng)摩擦，在無自動(dòng)供油的潤(rùn)滑條件下，長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，很容易使滑塊磨損加劇，如不及時(shí)調(diào)整和維護(hù)，將增大噪聲，甚至損壞裁剪機(jī)。因此要定時(shí)給機(jī)器維護(hù)保養(yǎng)，以延長(zhǎng)使用壽命，提高使用價(jià)值。圖4是裁剪機(jī)中潤(rùn)滑部分機(jī)構(gòu)圖。
4.1維護(hù)目的
在滑塊和銅導(dǎo)軌之間的摩擦表面要始終有潤(rùn)滑油，這樣可以維護(hù)機(jī)器，減少摩擦、減少磨損、降低溫升，也降低噪聲；其次要使滑塊和銅導(dǎo)軌之間保持一定的間隙（注：通常為0.02～0.06毫米），這樣有利于裁剪機(jī)正常工作。
4.2.裁剪機(jī)滑塊和銅導(dǎo)軌之間的保養(yǎng)
（1）裁剪機(jī)工作期間應(yīng)保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)裁剪機(jī)采用油芯油杯潤(rùn)滑，利用油芯毛細(xì)管和虹吸作用，將油從油杯中吸入到滑塊和銅導(dǎo)軌摩擦面上，可連續(xù)不斷地供油。如圖4，為了減小油量的變化，油杯油面高度應(yīng)在上、下兩個(gè)刻度線之間，潤(rùn)滑油選用46號(hào)機(jī)械油為佳。
（2）裁剪機(jī)滑塊和銅導(dǎo)軌之間的維護(hù)裁剪機(jī)滑塊和銅導(dǎo)軌之間長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，很容易磨損，使滑塊和銅導(dǎo)軌之間間隙增大，噪聲也增大，因此有必要調(diào)整兩者的間隙，使其處于良好的工作狀態(tài)。調(diào)整時(shí)，按圖5先拆去剪裁機(jī)的面板（或者是磨刀器）旋松螺釘1、調(diào)節(jié)螺釘和調(diào)節(jié)螺母，再旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘，使滑塊和銅導(dǎo)軌之間的間隙為0.02～0.06毫米，保證滑塊上下移動(dòng)靈活，zui后擰緊調(diào)節(jié)螺母和螺釘1，蓋好面板（或者是磨刀器），然后通電運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘左右再進(jìn)行裁剪。
5結(jié)論
由于裁剪機(jī)滑塊總是在高速狀態(tài)下工作，要保持良好的工作狀態(tài)，必須定期維護(hù)保養(yǎng)，這樣可以提高裁剪機(jī)的使用壽命。
來源：《中外縫制設(shè)備》
1裁剪機(jī)工作過程及原理
裁剪機(jī)工作原理如圖1所示。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連桿2帶動(dòng)滑塊3作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，與滑塊聯(lián)動(dòng)刀片4形成對(duì)裁料的裁剪工作。
圖一
在裁剪機(jī)中，刀片的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)速度是影響裁剪能力及質(zhì)量的主要因素。根據(jù)裁剪面料，提高刀片切割面料速度時(shí)，需提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，滑塊的線速度也提高，這將使機(jī)器的振動(dòng)和噪聲也增大，滑塊易發(fā)熱膨脹，可能導(dǎo)致滑塊咬緊、卡死，使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活。由于摩擦發(fā)熱，如果機(jī)器潤(rùn)滑不好，會(huì)加速滑塊磨損，降低機(jī)器使用壽命。因此研究滑塊磨損潤(rùn)滑情況及應(yīng)力分布情況，便于設(shè)計(jì)及維護(hù)保養(yǎng)機(jī)器。
2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析
在圖2 所示的裁剪機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄AB長(zhǎng)度為R18毫米，連桿BC 長(zhǎng)度為102毫米，曲柄以角速度ω做回轉(zhuǎn)，θ是曲柄的轉(zhuǎn)角，λ = R /L =0.18，滑塊C位移速度及加速度為:s = R（ 1 － cosθ + 0.5λsin2θ）
v = Rω（ sinθ + 0.5λsin2θ） a = Rω2（ cosθ + λcos2θ）
當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速n=3 000轉(zhuǎn)/分時(shí)滑塊移動(dòng)zui大速度為5.65米/秒，zui大加速度為1 455.3m/s2。
當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速n=4 200轉(zhuǎn)/分時(shí)滑塊移動(dòng)zui大速度為7.92米/秒，zui大加速度為2 852.3m/s2。
圖二
3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性
圖3為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析示意圖，從曲柄R傳到連桿L上的力F與滑塊產(chǎn)生的壓力Fx之間存在如下關(guān)系： Fx=Fsinθ。
圖三
當(dāng)電機(jī)功率P=750瓦，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=3 000轉(zhuǎn)/分時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩M=9.8P/n=2.45Nm連桿上的力為 F=M/（R×sina）， a為曲柄和連桿之間的夾角當(dāng)Fzui大時(shí)，a=2.1°，θ=0.5°，此時(shí)F=379kg Fxmax=3 。
根據(jù)以上分析可以看出，滑塊移動(dòng)速度高，載荷大，在選擇導(dǎo)軌材料時(shí)一定要考慮抗咬焊、耐磨損、抗腐蝕、抗疲勞強(qiáng)度的材料。裁剪機(jī)中導(dǎo)軌通常采用錫青銅材料，為便于潤(rùn)滑，在銅導(dǎo)軌上開設(shè)幾個(gè)油槽，使油能夠可靠地潤(rùn)滑到整個(gè)摩擦表面之間。
4裁剪機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊及導(dǎo)軌維護(hù)和保養(yǎng)
裁剪機(jī)滑塊和銅導(dǎo)軌之間互相接觸，且在一定作用力下作相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生摩擦，摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相反，起到阻礙運(yùn)動(dòng)的作用。這個(gè)力激發(fā)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體振動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生摩擦噪聲。另外滑塊和銅導(dǎo)軌之間為滑動(dòng)摩擦，在無自動(dòng)供油的潤(rùn)滑條件下，長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，很容易使滑塊磨損加劇，如不及時(shí)調(diào)整和維護(hù)，將增大噪聲，甚至損壞裁剪機(jī)。因此要定時(shí)給機(jī)器維護(hù)保養(yǎng)，以延長(zhǎng)使用壽命，提高使用價(jià)值。圖4是裁剪機(jī)中潤(rùn)滑部分機(jī)構(gòu)圖。
4.1維護(hù)目的
在滑塊和銅導(dǎo)軌之間的摩擦表面要始終有潤(rùn)滑油，這樣可以維護(hù)機(jī)器，減少摩擦、減少磨損、降低溫升，也降低噪聲；其次要使滑塊和銅導(dǎo)軌之間保持一定的間隙（注：通常為0.02～0.06毫米），這樣有利于裁剪機(jī)正常工作。
4.2.裁剪機(jī)滑塊和銅導(dǎo)軌之間的保養(yǎng)
（1）裁剪機(jī)工作期間應(yīng)保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)裁剪機(jī)采用油芯油杯潤(rùn)滑，利用油芯毛細(xì)管和虹吸作用，將油從油杯中吸入到滑塊和銅導(dǎo)軌摩擦面上，可連續(xù)不斷地供油。如圖4，為了減小油量的變化，油杯油面高度應(yīng)在上、下兩個(gè)刻度線之間，潤(rùn)滑油選用46號(hào)機(jī)械油為佳。
（2）裁剪機(jī)滑塊和銅導(dǎo)軌之間的維護(hù)裁剪機(jī)滑塊和銅導(dǎo)軌之間長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，很容易磨損，使滑塊和銅導(dǎo)軌之間間隙增大，噪聲也增大，因此有必要調(diào)整兩者的間隙，使其處于良好的工作狀態(tài)。調(diào)整時(shí)，按圖5先拆去剪裁機(jī)的面板（或者是磨刀器）旋松螺釘1、調(diào)節(jié)螺釘和調(diào)節(jié)螺母，再旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘，使滑塊和銅導(dǎo)軌之間的間隙為0.02～0.06毫米，保證滑塊上下移動(dòng)靈活，zui后擰緊調(diào)節(jié)螺母和螺釘1，蓋好面板（或者是磨刀器），然后通電運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘左右再進(jìn)行裁剪。
5結(jié)論
由于裁剪機(jī)滑塊總是在高速狀態(tài)下工作，要保持良好的工作狀態(tài)，必須定期維護(hù)保養(yǎng)，這樣可以提高裁剪機(jī)的使用壽命。
來源：《中外縫制設(shè)備》
