УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ПРИЖАТИЯ МАТЕРИАЛОВ ЛАПКОЙ И ПРОКАЛЫВАНИЯ ИХ ИГЛОЙ НА ШВЕЙНОЙ МАШИНЕ

Полезная модель является устройством и относится к измерительной технике, а именно к пружинным устройствам часового типа, применяемым для измерения малых величин силы и линейных перемещений деталей механизмов машин, а также при постановке лабораторных и практических работ по измерению сил прижатия материалов лапкой и их прокалывания иглой на швейной машине.
Известен пружинный динамометр часового типа, применяемый для измерения сил и взвешивания деталей, содержащий корпус с циферблатом, штоком, пружиной и крюком /1/.
Недостатком известного динамометра является невысокая точность измерения силы, невозможность измерения им силы прижима материалов и прокалывания их иглой на швейной машине.
Известно устройство для измерения силы и линейных перемещений, содержащее индикатор линейных перемещений часового типа с подвижным штоком, на длинном конце которого установлена сменная спиральная пружина сжатия, один конец которой уперт в шайбу на конце штока, а другой конец уперт в корпус индикатора, а в кольцевой канавке короткого штока шарнирно закреплена проушина /2/.
Недостатком этого устройства является его неприспособленность для измерения силы прижатия материалов лапкой и их прокалывания иглой на швейной машине.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности установки индикатора на швейной машине и проведения с его помощью измерений силы прижатия материалов лапкой и прокалывания их иглой.
Техническое решение поставленной задачи обеспечено тем, что в устройстве для измерения силы прижатия материалов лапкой и прокалывания их иглой на швейной машине, содержащем индикатор перемещений часового типа с дополнительной пружиной сжатия на длинном штоке и рычажную систему, один конец двуплечего рычага последней расположен под штоком индикатора, другой расположен над игольной пластиной под прижимной лапкой, а ось рычага установлена на угольнике, закрепленном на платформе швейной машины.
Конструкция устройства для измерения силы прижатия материалов лапкой и прокалывания их иглой на швейной машине поясняется чертежами на фиг.1 и фиг.2.
Устройство содержит индикатор 1 часового типа, имеющий большой циферблат со стрелкой 2 и малый со стрелкой 3, длинный шток 4, на конце которого шайбой 5 и удлинителем 6, ввернутым в шток, зафиксирован торец пружины 7, другой конец которой прижимает уголок 8 к корпусу индикатора 1. К заднему торцу индикатора прикреплена винтами 9 направляющая планка 10, имеющая паз для вертикальной стойки 11 и резьбовое отверстие для фиксирующего винта 12. Низ стойки крепится двумя болтами 13 и гайками 14 к угольнику 15, другой конец которого крепится винтами 16 к игольной пластине 17 и платформе 18. Ось 19 двуплечего рычага 20, 21 крепится на угольнике 15. На правом плече рычага 21 лежит материал 22, а на нем прижимная лапка швейной машины 23. Отверстие 25 предусмотрено в угольнике 15 для обеспечения возможности перестановки стойки 11 влево с целью увеличения расстояния от оси 19 до удлинителя 6 при измерении больших сил прижатия материалов и их прокалывания.
Работа по измерению силы прижатия материалов лапкой к игольной пластине и зубчатой рейке 26 производится в следующем порядке.
Поворотом рукой маховика привода швейной машины (не показан на фигурах) игла 24 поднимается в верхнее положение. Лапка 23 тоже поднимается вверх. Угольник 15 привертывается винтами 16 через игольную пластину 17 к платформе 18, затем рычаг 21 с материалом подводится к лапке, а удлинитель 6 индикатора 1 к рычагу 20. При этом ослабляется винт 12 и путем перемещения корпуса индикатора по стойке 11 обеспечивается нулевое показание малой стрелки 3. Обнуление показания стрелки 2 обеспечивается поворотом наружного кольца индикатора. Далее, плавно опуская лапку, считываются показания большой и малой стрелок с их циферблатов.
В случае, если при полном опускании лапки показания малой стрелки зашкаливают, необходимо заменить пружину с предельной нагрузкой 10 Н (величина указана на уголке 8) на более сильную, например на 20-40 Н и более. Это позволит увеличить диапазон измерений силы прижатия лапки к игольной пластине.
При поднятой игле зубчатая рейка 26 обычно выступает над поверхностью игольной пластины на 1-2,5 мм. Поворачивая маховик привода машины на 60-90°, можно опустить рейку в уровень с пластиной и при этом, по показаниям стрелок, определить изменение величины силы прижатия материала к зубьям рейки и к игольной пластине.
Малая стрелка 3 показывает целые числа измеряемой силы, а большая стрелка 2 показывает десятые и сотые доли к показаниям стрелки 3.
Индикатор 1 позволяет одновременно с измерением силы прижатия материалов определить и величину перемещения лапки по вертикали в диапазоне 10 мм с точностью 0,01 мм, а также измерять подъем вершин зубьев рейки над пластиной.
Работа по измерению силы прокалывания материалов иглой заключается в следующем.
После установки устройства на платформе машины надо проверить показания циферблатов обеих стрелок. Они должны быть нулевыми при нижнем положении удлинителя и верхнем иглы. Затем, вращая за маховик главный вал машины, начинают прокалывать материалы иглой. Можно также как и при измерении силы прижатия материалов лапкой, увеличить расстояние от оси 19 до оси удлинителя 6, переставив стойку 11 влево.
Возможен другой вариант проведения измерений силы прокалывания материалов иглой. Рычаг 22 с материалом 23 опускается вниз до игольной пластины 17, а индикатор 1 при ослабленном винте 12 устанавливается на стойке 11 так, чтобы показания стрелок были обнулены. Острие иглы 24 подводится к поверхности материала, после чего, опуская левой рукой индикатор вниз, надавливают удлинителем 6 на рычаг 20 и поднимают рычаг 21 и материал вверх для обеспечения прокалывания его иглой. При этом записывают показания стрелок.
Эти измерения можно считать в статике.
Для имитации динамического прокола материалов нужно быстро опускать индикатор вниз. Тоже самое можно сделать и при измерении силы прижима материалов к пластине лапкой.
Можно проводить измерение силы прижатия и прокола материалов и на работающей швейной машине, но при малой частоте вращения главного вала. Так как человеческий глаз способен различать кадры чередующиеся с частотой не менее 10 кадров/сек, то частота вращения главного вала должна быть не более 100 об/мин. При большей частоте трудно успевать записывать показания двух стрелок. Однако возможно при большей частоте фиксировать максимальные показания стрелок. Это позволяет произвести сравнение сил при измерениях в статике и в динамике.
Источники информации
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Том 3. М.: Машиностроение, 1979.
2. Патент на полезную модель №87795 приоритет от 23.06.2009. Заявка №2009124001 от 23.06.09; опубл. 20.10.2009, Бюл. №29.