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        織機凸輪開口機構(gòu)的設(shè)計

        2010-02-26 10:51:40張立強
        裝備制造技術(shù) 2010年4期

        張立強

        (天津工業(yè)大學(xué)機械電子學(xué)院,天津300160)

        噴氣織機的發(fā)展,是新型織機發(fā)展的一個巔峰,對片梭織機、劍桿織機及噴水織機的發(fā)展有著巨大的刺激作用,促進(jìn)了新型織機的發(fā)展,使各種新型織機之間展開了激烈的競爭,于是提高了新型織機的整體性能,使新型織機的發(fā)展前進(jìn)了一大步。

        1 劍桿織機中的組合凸輪開口機構(gòu)

        組合凸輪開口機構(gòu),在織機中有兩種安排方式,即內(nèi)側(cè)式和外側(cè)式。

        內(nèi)側(cè)式的特點,是開口機構(gòu)安裝在織機內(nèi)部。其優(yōu)點是把運動從凸輪傳到綜框所需的連桿數(shù)較少,而缺點是維修和安裝時接近機構(gòu)困難,而且機構(gòu)的尺寸也不宜過大,凸輪的數(shù)目也不能太多,因為內(nèi)側(cè)式開口機構(gòu)安裝在下軸與經(jīng)軸之間的頂軸內(nèi)。

        外側(cè)式凸輪開口機構(gòu)是安裝在織機的外側(cè),其優(yōu)點是安裝、調(diào)節(jié)、維修都相當(dāng)方便,適應(yīng)織物品種多,凸輪數(shù)目可以較多,且在高速運轉(zhuǎn)時凸輪磨損少。

        因此,采用外側(cè)式機構(gòu)時,凸輪的輪廓、基圓的半徑可以適量增大,從而降低壓力角;機器無上梁,可以避免由于傳統(tǒng)吊綜裝置潤滑時造成的油污疵布,更換織物品種也相當(dāng)方便。

        外側(cè)式開口機構(gòu)有兩種回綜方式:一種是積極式開口機構(gòu),另一種是消極式開口機構(gòu)。

        積極式開口機構(gòu),是由剛性桿連接,利用共軛凸輪來控制綜框的回綜,但這種機構(gòu)的體積較大,共軛凸輪的制造相當(dāng)復(fù)雜,所以此次設(shè)計筆者采用了消極式開口機構(gòu)。

        消極式開口機構(gòu)是采用提綜和回綜相分開。提綜時,提綜繩與開口機構(gòu)連接,利用凸輪開口機構(gòu)來提綜;利用彈簧裝置來回綜,回綜的綜繩與彈簧機構(gòu)連接,利用彈簧的回復(fù)力來回綜。

        凸輪驅(qū)動綜框下降,回綜彈簧驅(qū)動綜框上升,這種回綜裝置由于回綜力的存在,使轉(zhuǎn)子與凸輪時刻接觸,這樣可以使綜框運動平穩(wěn)。采用外側(cè)式開口機構(gòu),綜框可用十片綜,其中兩片控制邊組織,是平紋組織,另外八片地組織可以用來織平紋、斜紋、緞紋等多種組織,及其他復(fù)雜組織。

        2 方案分析與確定

        開口機構(gòu)的作用,是根據(jù)織物組織圖上經(jīng)紗與緯紗相互交織的變化規(guī)律,來控制織造循環(huán)、傳動綜框,使其按照一定的順序帶動經(jīng)紗,將經(jīng)紗分為上、下兩層,形成可供引緯器穿行的梭口通道。

        在凸輪開口機構(gòu)中,凸輪是其重要部件。經(jīng)紗在開口過程中的運動規(guī)律和升降變換,由凸輪來決定。組合凸輪開口機構(gòu)的設(shè)計目的,是適應(yīng)JWG型新型織機高速運轉(zhuǎn)的需要,增加了織物的花色品種,提高了產(chǎn)品在市場上的競爭能力。同時,組合凸輪開口機構(gòu)為花色品種的更換帶來了很大方便。

        2.1 傳動方案的分析與確定

        (1)開口機構(gòu)設(shè)計的幾種方案及比較。

        方案1(如圖1)——這種傳動的特點是:織機外側(cè)布置,地組織凸輪與邊組織凸輪分別裝于兩根軸上,結(jié)構(gòu)緊湊,路線簡單明了。

        圖1 傳動方案1

        方案2(如圖2)——這種傳動方案的特點是:織機外側(cè)布置,地組織凸輪和邊組織凸輪在同一根軸上,但是邊組織凸輪和地組織凸輪的傳動時分開的。它們分別靠用螺釘與本身固結(jié)在一起的齒輪Z5和Z4來傳動。這樣就更容易分開確定地組織凸輪與邊組織凸輪的轉(zhuǎn)速,同時調(diào)節(jié)開口時間也變得很容易。這樣配置,使結(jié)構(gòu)緊湊,從而使踏綜桿的結(jié)構(gòu)緊湊,而且減少了特殊零件的出現(xiàn),降低了機器的成本。

        圖2 傳動方案2

        (2)方案比較。

        方案1——開口凸輪裝在織機外側(cè),傳動時電機傳動主軸,帶動同步齒形帶輪,再由齒形帶輪通過軸傳動Z1,Z1與Z2為一對等齒數(shù)的錐形齒輪,于是Z1傳給Z2,這樣改變了傳動方向,傳到邊凸輪軸A,再通過邊凸輪軸上的齒輪Z4,傳動地組織軸上的齒輪Z3,帶動地組織的凸輪軸,傳動地組織凸輪完成提綜運動。更換織物組織時,需要更換齒輪Z3和Z4及地組織凸輪,這樣就可以與地組織凸輪組成一系列的織物組織,這種結(jié)構(gòu)中,邊組織凸輪和地組織凸輪分開,調(diào)節(jié)開口時間造成一定的困難;而且邊組織凸輪靠后,使踏綜桿傳動復(fù)雜。由于箱體布置,變換齒輪和凸輪都需要充分的潤滑,可以采用油浴。

        方案2——開口凸輪裝在織機外側(cè),傳動時電機傳動主軸,帶動同步齒形帶輪,再由齒形帶輪通過軸傳動Z1,Z1與Z2為一對等齒數(shù)的錐形齒輪,于是Z1傳給Z2,這樣改變了傳動方向,傳到邊凸輪軸A,再通過Z3與Z6分別傳動地組織凸輪與邊組織凸輪。該方案克服了方案一中調(diào)節(jié)開口時間困難、踏綜桿傳動復(fù)雜等問題。

        綜上分析,選擇方案2為開口機構(gòu)的傳動方案。2.2 結(jié)構(gòu)方案的分析

        通過以上的分析,初步選定了傳動方案,但從傳動路線中,并不能看出機構(gòu)是如何提綜的。為了能明確這一問題,我們對以下幾種結(jié)構(gòu)方案再做分析。

        方案1(如圖3)——這種結(jié)構(gòu)的特點是:軸A、B、O在同一平面上,這樣的結(jié)構(gòu)不緊湊,增大了箱體的體積。

        圖3 結(jié)構(gòu)方案1

        圖4 結(jié)構(gòu)方案2

        方案2(如圖4)——這種結(jié)構(gòu)的特點是:A、B、O軸呈三角形布置,箱體結(jié)構(gòu)緊湊,滑輪裝于墻板上。整個箱體的尺寸相對于方案一來說,減小了尺寸,它的結(jié)構(gòu)不僅適用于豐田噴氣織機,亦適合其它的織機,比如JWG1724系列織機。

        2.3 方案的確定

        由以上看,兩種方案箱體結(jié)構(gòu)基本相同,所不同之處在于方案1的三軸A、B、O在同一平面內(nèi),而方案2的三軸呈三角形布置,從加工角度來考慮,顯然方案1比方案2容易加工箱體。由于軸A、B、O的支承座和箱體是一體的,同時鑄造出來,基本上是不漏油的。而踏綜桿上的提綜繩與踏綜桿不垂直,并且在提綜過程中,隨著踏綜桿的擺動,夾角在不斷變化,這樣就造成實際擺動升程值比理論計算的升程值要小,因此誤差是不可避免的。

        由于軸A、B、O的布置不同,因此方案2要比方案1的箱體體積小,而且從理論分析中看,方案1的誤差比方案2的要大。

        此外,從比較中可以看出,方案2相對于方案一來說有以下優(yōu)點:

        (1)箱體體積小,運用比較靈活;

        (2)滑輪的調(diào)節(jié)相當(dāng)方便;

        (3)箱體在織機外側(cè),可以在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b,而且可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整,以滿足開口的需要;

        (4)占地面積小;

        (5)設(shè)計合理。

        綜上分析,應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)方案2。

        在方案2中,為了安裝、拆裝和調(diào)整的方便,我采用了減速箱體式的箱體結(jié)構(gòu)。所有的軸承支座都是和箱體一體的,防止漏油。上部使用一個防塵罩遮蓋,防止灰塵污染油。安裝軸承支座時,為了確保安裝精度,采用銷釘定位。在加工完轉(zhuǎn)軸和踏綜桿軸的軸承座時,所留下的工藝孔用一個蓋封死,有效地防止漏油,降低成本。齒輪的軸承座與箱體也是一體的,且同時鑄出,這樣對安裝變換齒輪和調(diào)節(jié)也很方便。

        凸輪軸的裝配過程比較復(fù)雜,首先將邊組織齒輪及凸輪裝在套筒上,將套筒涂上一層潤滑劑,套在凸輪軸上,兩側(cè)用軸箍緊死,以防凸輪兩端竄動,將凸輪軸裝在兩側(cè)支座內(nèi),用支座蓋將其固定在箱體中。

        踏綜桿上裝有軸箍,可以方便調(diào)整踏綜桿。

        鑄造箱體時,為了使其簡單,防塵罩采用成形鐵板。箱體內(nèi)采用油浴。為了方便換油,在箱體底部開一泄油孔,用螺栓擰緊。

        3 結(jié)束語

        凸輪開口機構(gòu)是織機中常見的傳統(tǒng)三大開口機構(gòu)(凸輪開口機構(gòu)、多臂開口機構(gòu)、提花開口機構(gòu))之一,可以應(yīng)用于各種類型的織機,比如有梭織機、劍桿織機、噴氣織機等無梭織機。凸輪開口機構(gòu)在織機開口機構(gòu)中,有著舉足輕重的地位,不可替代。

        本次設(shè)計思路著眼于結(jié)合回綜裝置的要求,設(shè)計彈簧回綜式凸輪開口機構(gòu)的凸輪箱體機構(gòu)。在這種凸輪開口機構(gòu)中,綜框下降是受凸輪驅(qū)動的,而綜框上升則依靠彈簧的恢復(fù)力,因此這種屬于半積極式消極式凸輪開口機構(gòu)。在實際生產(chǎn)中,凸輪可靈活運用,如織重平織物可用一般平紋凸輪織制;用2/2斜紋凸輪,改變穿綜方法,可以織破斜紋和山形斜紋;又如此種凸輪采用不同穿法,可織制2/2斜紋和2/2方平組織相間的條子織物,代替多臂開口機構(gòu)。

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