بهینه سازی عملکرد مکانیکی نفوذ سوزن در ماشین دوزندگی

ماشین دوزندگی در دوره انقلاب صنعتی جهت کم کردن کار دستی و سرعت بخشیدن به امر تولید اختراع شد. با اختراع چرخ خیاطی از حدود سال 1870 تا به امروز، تغییرات بسیار زیادی در صنعت دوخت و تهیه لباس انجام شده است. تضمین کیفیت تولیدات صنعتی محصولات دوخته شده همواره یکی از فرآیندهای حیاتی از زنجیره نساجی می باشد. در این رابطه سوزن و مکانیزم محرک آن از پارامتر های مهم در فرآیند دوخت و شکل گیری کیفیت مطلوب برای مواد دوخته شده می باشند. یکی از مشکلات مهمی که در فرآیند دوخت رخ می دهد، تولید حرارت بر اثر اصطکاک بین سوزن و پارچه در محدوده نفوذ سوزن در پارچه می باشد. از جمله عوامل موثر در کاهش این گرما، کاهش سرعت سوزن در محدوده نفوذ می باشد. پارامتر سرعت سوزن به هندسه مکانیزم محرک سوزن وابسته است. بنابراین ابداع و بهینه سازی مکانیزم های محرک سوزن کمک به سزایی در رفع این مشکل خواهد کرد. علاوه بر این مطلوب بودن معیار های طراحی مکانیزم مانند زاویه انتقال و مزیت مکانیکی به روند ایده آل فرآیند دوخت کمک می کند. از دیگر معیار هایی که با میزان آسیب وارده به پارچه و کیفیت دوخت رابطه مستقیم دارد، نیروی وارده به سوزن از طرف پارچه می باشد. بنابراین پیش بینی یک مدل ریاضی جهت محاسبه نیروی نفوذ سوزن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به موارد اشاره شده در بالا تحقیقات اندکی در رابطه با عملکرد مطلوب ماشین دوزندگی صورت گرفته است. برای این منظور در این مطالعه پس از بررسی تحقیقات گذشته در رابطه با عملکرد حرکت سوزن در ماشین دوزندگی، فرآیند بهینه سازی الگوریتم ژنتیک که الگوریتم بهینه سازی مورد نظر در این مطالعه می باشد، به طور مختصر توضیح داده می شود. پس از آن یک مکانیزم ترکیبی محرک سوزن به منظور جایگزینی مکانیزم معمول حرکت سوزن در ماشین دوزندگی معرفی و معیار های طراحی آن با استفاده فرآیند بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی می شود. نتایج به دست آمده بهبود عملکرد حرکتی مکانیزم محرک سوزن را به وضوح نشان می دهد. در نهایت به بررسی و تکمیل یک مدل ریاضی جهت محاسبه نیروهای وارد شده به سوزن در فرآیند دوخت پرداخته می شود.