保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 高韶坤 艾建軍

一種葦編機(jī)設(shè)計(jì)

保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 高韶坤 艾建軍

河北白洋淀是國(guó)內(nèi)蘆葦重要產(chǎn)地，發(fā)展蘆葦編織這一深加工行業(yè)能促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，為此設(shè)計(jì)了一款新型的葦編機(jī)。為區(qū)別傳統(tǒng)編織方法，本文設(shè)計(jì)“雙線(xiàn)繞線(xiàn)”編織法，以提高編織的效率與質(zhì)量。

白洋淀；葦編機(jī)；雙線(xiàn)繞線(xiàn)

引言

葦草編織產(chǎn)品作為清新自然、無(wú)污染的綠色產(chǎn)品，兼具實(shí)用、美觀、使人頓生返璞歸真、清新自然之感。近年來(lái)，大眾生活中對(duì)草簾的需求很旺盛了。

1 “雙線(xiàn)繞線(xiàn)”編織方法

目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的草簾編織方法主要是“挑線(xiàn)壓線(xiàn)”編織，或者是采用類(lèi)似“縫紉機(jī)”原理的編織方法，這些方法的不足之處在于容易出現(xiàn)跳線(xiàn)，影響產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)在開(kāi)發(fā)出一種新的“雙線(xiàn)繞線(xiàn)”編織方法，該編織方法自動(dòng)性好，產(chǎn)品強(qiáng)度高，不脫扣，經(jīng)久耐用。

繞線(xiàn)器旋轉(zhuǎn) 180°，從繞線(xiàn)器里分出來(lái)的兩根編織線(xiàn)也跟著旋轉(zhuǎn) 180°，兩根編織線(xiàn)將一根蘆葦繞緊便實(shí)現(xiàn)了一次編織。下一根蘆葦進(jìn)入繞線(xiàn)器，繞線(xiàn)器再次轉(zhuǎn)動(dòng) 180°，編織線(xiàn)也跟著旋轉(zhuǎn) 180°，再次編織好一根蘆葦。依此類(lèi)推，如此反復(fù)下去便完成了葦簾的整體編織。

2 裝置主要結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程

2.1 機(jī)器主要結(jié)構(gòu)

葦簾編織機(jī)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 機(jī)器的主要結(jié)構(gòu)

葦編機(jī)由機(jī)架支撐，平穩(wěn)牢固。機(jī)架下方的步進(jìn)電機(jī)作為整部機(jī)器的動(dòng)力源。為了適應(yīng)葦簾編織寬度的要求，一臺(tái)葦編機(jī)有 12 根繞線(xiàn)器，繞線(xiàn)器的后端可安裝兩個(gè)線(xiàn)軸，兩個(gè)線(xiàn)軸上的兩根線(xiàn)通過(guò)中空的繞線(xiàn)器穿到前端的分線(xiàn)撥叉處進(jìn)行編織。通過(guò)俯視圖可以看出繞線(xiàn)器的轉(zhuǎn)動(dòng)由橫軸上的蝸輪蝸桿帶動(dòng)。為了保證蝸輪蝸桿傳動(dòng)的清潔，在繞線(xiàn)器及橫軸上方安裝了一個(gè)蓋板。

2.2 工作過(guò)程簡(jiǎn)述

為了完成“雙線(xiàn)繞線(xiàn)”編織，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)帶傳動(dòng)將動(dòng)力輸出，與帶輪相連的橫軸上的一組蝸輪蝸桿同時(shí)帶動(dòng)所有繞線(xiàn)器轉(zhuǎn)動(dòng)，完成葦簾的編織。用操作面板通過(guò) PLC 控制電機(jī)調(diào)速，進(jìn)而調(diào)整繞線(xiàn)器的轉(zhuǎn)速適用于加工不同厚度的葦編產(chǎn)品。相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)備，大大簡(jiǎn)化了機(jī)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使機(jī)器更加輕便靈巧。

3 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

3.1 繞線(xiàn)器結(jié)構(gòu)

“雙線(xiàn)繞線(xiàn)”機(jī)構(gòu)是機(jī)器的關(guān)鍵部件，主要工作由繞線(xiàn)器完成。繞線(xiàn)器左邊為分線(xiàn)撥叉，右邊為線(xiàn)軸部分，中間是中空的管體，兩根編織線(xiàn)分別從兩個(gè)線(xiàn)軸引出來(lái)，通過(guò)管到達(dá)分線(xiàn)撥叉進(jìn)行編織。線(xiàn)軸，管體和分線(xiàn)撥出時(shí)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以?xún)筛€(xiàn)不會(huì)打結(jié)。通過(guò)蝸輪蝸桿的配合，完成運(yùn)動(dòng)的傳遞，使編織軸完成轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.2 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)

直徑 d=50mm,轉(zhuǎn)速 n=350r/min，主動(dòng)輪輸入功率PA=40kW，從動(dòng)輪輸出功率分別為 P=15kW，軸的材料為 45 鋼，材料的切變模量 G=8×104MPa，許用切應(yīng)力為[τ]=40MPa，許用單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角[θ]=3°/m。

（1）校核強(qiáng)度

（2）校核剛度

軸的單位長(zhǎng)度最大扭轉(zhuǎn)角：

所以，軸的剛度也足夠。

4 結(jié)論

用機(jī)械化編織蘆葦是完全可行的，并且設(shè)備簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠。機(jī)械化編織不但可以提高勞動(dòng)效率，同時(shí)還可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

從課題研究的葦編機(jī)本身而言，本課題對(duì)葦編機(jī)的研究彌補(bǔ)了我國(guó)葦編機(jī)研究的空白，在葦編機(jī)的原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、自動(dòng)化控制等方面的研究方面有著重要的理論意義和實(shí)踐意義。

[1]楊紅英.矮化密植大棗采收裝置的設(shè)計(jì)[J].化研究農(nóng)機(jī),2012,34(6)：77-80.

[2]高團(tuán)結(jié).果園核桃機(jī)械化采收裝置的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào),2013(9)：185-189.

[3]湯智輝,孟祥金,沈從舉.機(jī)械振動(dòng)式林果采收機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究,2010,32(8)：65-69．

高韶坤，女，1981 出生，河北曲陽(yáng)人，碩士，講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造。

科研項(xiàng)目：2015 年保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)科研項(xiàng)目《葦編機(jī)研究與開(kāi)發(fā)》（項(xiàng)目編號(hào) 2015003）研究成果。

項(xiàng)目主持人：高韶坤

項(xiàng)目組成員：艾建軍、劉建敏、宋從欣、楊英蕓、冉瑩。