劍桿織機(jī)共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)介紹

孫慶軍

（山東日發(fā)紡織機(jī)械有限公司，山東聊城　252000）

1　劍桿織機(jī)共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)

1.1　組成和運(yùn)動(dòng)原理

圖1　共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)示意圖

共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)包括共軛凸輪軸組件和打緯搖擺軸組件，打緯搖擺軸組件上的鋼筘8、導(dǎo)軌梁9、鋁支臂10、搖擺軸6為剛性連接，如圖1所示。共軛凸輪軸與主傳動(dòng)軸相連，凸輪軸上的共軛凸輪型面決定了打緯搖擺軸組件上鋼筘的運(yùn)行規(guī)律，當(dāng)主傳動(dòng)軸1回轉(zhuǎn)時(shí)，主凸輪2推動(dòng)滾輪4，使得導(dǎo)軌梁9以搖擺軸6為中心逆時(shí)針擺動(dòng)，帶動(dòng)鋼筘8進(jìn)行打緯動(dòng)作。打緯完畢后，副凸輪3推動(dòng)滾輪11，使導(dǎo)軌梁9以搖擺軸6為中心順時(shí)針擺動(dòng)。當(dāng)安裝在導(dǎo)軌梁上的走劍板與機(jī)架兩側(cè)固定導(dǎo)軌的劍帶通道處于平齊時(shí)，導(dǎo)軌梁便靜止不動(dòng)，劍頭從兩側(cè)進(jìn)出導(dǎo)軌梁上的走劍板，完成引緯動(dòng)作。

1.2　機(jī)構(gòu)特點(diǎn)

共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)屬于高精密機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周范圍內(nèi)的受力不均勻，速度高時(shí)，振動(dòng)大。

共軛凸輪積極驅(qū)動(dòng)搖擺軸打緯，筘座腳可以設(shè)計(jì)較短，可采用分離式結(jié)構(gòu)，利用慣性打緯，以減少運(yùn)動(dòng)的沖擊和能量消耗。

打緯力的大小，以及打緯時(shí)間的長(zhǎng)短，通過設(shè)計(jì)共軛凸輪的型面來實(shí)現(xiàn)，從而適應(yīng)不同的織造工藝。

劍頭進(jìn)出織口完成引緯動(dòng)作時(shí)，搖擺軸組件在后死心是靜止不動(dòng)的，利于織機(jī)轉(zhuǎn)速的提高。

可以實(shí)現(xiàn)較寬幅織機(jī)引緯動(dòng)作的完成，打緯搖擺軸組件在后死心的靜止時(shí)間可以設(shè)計(jì)成較長(zhǎng)的時(shí)間，一般靜止角為220°～255°之間，幅寬大時(shí)大一點(diǎn)，織機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)小一點(diǎn)。

2　共軛凸輪打緯擺桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析

2.1　打緯動(dòng)程的設(shè)計(jì)

打緯動(dòng)程是鋼筘處于織機(jī)的前死心時(shí)，與鋼筘?fù)醢澹ㄍ胁及澹╉敳克较嗲械钠矫媾c鋼筘的交線上的某一點(diǎn)，在整個(gè)打緯周期內(nèi)前后水平方向上的位移。 在保證安全引緯的情況下，打緯動(dòng)程應(yīng)盡可能的小，從而減輕鋼筘對(duì)經(jīng)紗的磨損和織機(jī)的振動(dòng)。主凸輪2[1]的升程設(shè)計(jì)以及鋁支臂10（見圖1）的高度設(shè)計(jì)對(duì)此影響較大。

2.2　打緯力的設(shè)計(jì)

打緯慣性力Q = J × A

J：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

A：筘座（擺桿）的角加速度

在保證充分打緯力的條件下，應(yīng)盡量減輕搖擺軸組件的重量，以減少織機(jī)振動(dòng)和能量消耗；

打緯凸輪的升程和回程時(shí)的轉(zhuǎn)角一定時(shí)，打緯凸輪升程（回程）越大，搖擺軸運(yùn)動(dòng)的角加速度越大，越不利于高速；

打緯凸輪升程（回程）一定時(shí)，打緯升程和回程時(shí)的凸輪轉(zhuǎn)角越大，角加速度越小，振動(dòng)小，有利于高速。

劍桿織機(jī)一般采用重度打緯的方式，鋼筘在后死心（靜止）開始向前擺動(dòng)時(shí)，搖擺軸的角加速度由零逐漸變大，織機(jī)零度時(shí)打緯，此時(shí)角加速度值最大；鋼筘從織機(jī)零度（前死心）往后擺動(dòng)直到后死心（靜止）時(shí)，角加速度應(yīng)逐漸變小為零。

2.3　打緯共軛凸輪型面的要求

凸輪型面的設(shè)計(jì)要具有良好的保凸和光順特性，擺動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)的速度、加速度應(yīng)連續(xù)。在整個(gè)回轉(zhuǎn)周期內(nèi)，滾輪與主副凸輪接觸良好，共軛精度一般為0.02。

3　打緯共軛凸輪型面曲線設(shè)計(jì)

劍桿織機(jī)的開發(fā)，大都采用技術(shù)引進(jìn)或者測(cè)繪設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行。在開發(fā)過程中，通過優(yōu)化凸輪擺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以獲得合適的打緯力以及織機(jī)振動(dòng)的降低。

根據(jù)測(cè)繪的原始凸輪數(shù)據(jù)，對(duì)擺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析，一般采用最小二乘擬合方法對(duì)凸輪數(shù)據(jù)進(jìn)行擺桿運(yùn)動(dòng)曲線的擬合，得到所需要的理想型面[2]。

劍桿織機(jī)一般采用重度打緯運(yùn)動(dòng)規(guī)律的形式，其特點(diǎn)是打緯時(shí)慣性力大，后退時(shí)的慣性力相對(duì)??；在保證足夠的打緯力的同時(shí)，機(jī)械的振動(dòng)、噪音得到降低；常用于厚重或中厚織物。擺桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律見圖2。

圖2　擺桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律

4　結(jié)論

我們通過優(yōu)化設(shè)計(jì)凸輪的型面，使擺桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律精度提高，共軛精度達(dá)到了0.02，凸輪的型面光順。 經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證，織機(jī)在相同轉(zhuǎn)速的情況下，織機(jī)的振動(dòng)、噪音顯著降低。

[1]張春林, 白士紅. 打緯共軛凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J]. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2000, 20(1):33-36.

[2]羅軍, 何勇, 陳明,等. 劍桿織機(jī)凸輪引緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與優(yōu)化[J]. 紡織機(jī)械, 2009(2):13-16.