裁剪機中曲柄連桿滑塊機構(gòu)運動分析及維護保養(yǎng)

       文摘：在裁剪機中, 刀片對服裝面料的裁剪是通過曲柄連桿滑塊機構(gòu)實現(xiàn)的。該滑塊在高速運轉(zhuǎn)情況下極易磨損，因此需要對曲柄連桿滑塊機構(gòu)進行運動分析。根據(jù)運動參量值、受力情況和工作條件，分析滑塊和銅導(dǎo)軌的磨損、潤滑情況，確定裁剪機維護保養(yǎng)方法，以提高裁剪機的使用壽命。

     在裁剪機中, 刀片對服裝面料的裁剪是通過曲柄連桿滑塊機構(gòu)實現(xiàn)的。該滑塊在高速運轉(zhuǎn)情況下極易磨損，因此需要對曲柄連桿滑塊機構(gòu)進行運動分析，根據(jù)運動參量值、受力情況和工作條件，分析滑塊和銅導(dǎo)軌的磨損、潤滑情況，確定裁剪機維護保養(yǎng)方法。

     1  裁剪機工作過程及原理

     裁剪機工作原理如圖1所示。電動機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動偏心輪1轉(zhuǎn)動，通過連桿2帶動滑塊3作往復(fù)直線運動，與滑塊聯(lián)動刀片4形成對裁料的裁剪工作。

       圖1

          在裁剪機中，刀片的往復(fù)直線運動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，需提高電機轉(zhuǎn)速，滑塊的線速度也提高，這將使機器的振動和噪聲也增大，滑塊易發(fā)熱膨脹，可能導(dǎo)致滑塊咬緊、卡死，使機器運轉(zhuǎn)不靈活。由于摩擦發(fā)熱，如果機器潤滑不好，會加速滑塊磨損，降低機器使用壽命。因此研究滑塊磨損潤滑情況及應(yīng)力分布情況，便于設(shè)計及維護保養(yǎng)機器。

          2    曲柄滑塊機構(gòu)的運動分析

          在圖2 所示的裁剪機曲柄滑塊機構(gòu)中，曲柄AB長度為R18毫米，連桿BC 長度為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)電機轉(zhuǎn)速n=3 000轉(zhuǎn)/分時滑塊移動最大速度為5.65米/秒，最大加速度為1 455.3m/s2。

         當(dāng)電機轉(zhuǎn)速n=4 200轉(zhuǎn)/分時滑塊移動最大速度為7.92米/秒，最大加速度為2 852.3m/s2。

圖2

       3   曲柄滑塊機構(gòu)的動力學(xué)特性

     圖3為曲柄滑塊機構(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3

　　當(dāng)電機功率P=750瓦,電機轉(zhuǎn)速n=3 000轉(zhuǎn)/分時，計算轉(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)F最大時，a=2.1°，θ=0.5°，此時F=379kg   Fxmax=3 。

　　根據(jù)以上分析可以看出，滑塊移動速度高，載荷大，在選擇導(dǎo)軌材料時一定要考慮抗咬焊、耐磨損、抗腐蝕、抗疲勞強度的材料。裁剪機中導(dǎo)軌通常采用錫青銅材料，為便于潤滑，在銅導(dǎo)軌上開設(shè)幾個油槽，使油能夠可靠地潤滑到整個摩擦表面之間。