一種電子提花機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)與研究

周建軍

（浙江新輝紡織機(jī)械有限公司，浙江江山324100）

一種電子提花機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)與研究

周建軍

（浙江新輝紡織機(jī)械有限公司，浙江江山324100）

主要介紹了一種偏心輪式電子提花機(jī)，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，增設(shè)一套輔助運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使其工作狀態(tài)由原來(lái)的平開梭口方式向傾斜開口方式轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代織機(jī)對(duì)電子提花機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)所提出的更高要求，也體現(xiàn)了電子提花機(jī)高速化的重要發(fā)展趨向。

電子提花機(jī)；輔助運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；傾斜開口

0 引言

提花機(jī)又稱“提花龍頭”，是各類劍桿織機(jī)、噴水噴氣織機(jī)及毛巾機(jī)的配套設(shè)備。它可以使每根經(jīng)絲單獨(dú)提升或下降。當(dāng)織機(jī)裝上提花機(jī)后，就能夠織出經(jīng)緯循環(huán)數(shù)比較大的大花紋織物了。提花機(jī)不直接安裝在織機(jī)上，而是安裝在織機(jī)上方由工字鋼特別制作而成的龍頭大架之上。

XHP系列偏心輪式電子提花機(jī)是我公司近年自行設(shè)計(jì)并成功開發(fā)的一款新型產(chǎn)品。它采用4個(gè)偏心輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目前主要包括12列672針、1344針、2688針和16列2688針等幾種機(jī)型。它具有運(yùn)行速度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、可靠性強(qiáng)、工作時(shí)機(jī)械振動(dòng)小及價(jià)格低廉等特點(diǎn)。本文僅對(duì)偏心輪式16列2688針電子提花機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)與研究進(jìn)行論述。

1 提花機(jī)的工作原理

提花機(jī)有雙連桿傳動(dòng)、立軸傳動(dòng)以及鏈條傳動(dòng)等幾種傳動(dòng)形式。鏈條傳動(dòng)和立軸傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是變形較小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、調(diào)節(jié)方便，但安裝和制造要求較高。它們是現(xiàn)代電子提花機(jī)最常見的兩種傳動(dòng)方式。雙連桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，花筒和刀箱的作用時(shí)間可單獨(dú)調(diào)整，但調(diào)節(jié)麻煩、慣性大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不太安全，容易使機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)。除此之外，還有一種用尼龍齒形帶的新傳動(dòng)形式。

XHP系列偏心輪式電子提花機(jī)采用鏈條傳動(dòng)方式。它是通過(guò)安裝在主軸上、以普通平鍵聯(lián)接的4個(gè)偏心輪的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化成提刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并與驅(qū)動(dòng)電磁閥選針裝置相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)各種提花織物的機(jī)電一體化高速自動(dòng)織造。偏心輪的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)是由一根安裝在左右兩側(cè)墻板孔內(nèi)、水平設(shè)置的主軸來(lái)帶動(dòng)的，而主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)則是由外設(shè)的三相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)鏈輪，再通過(guò)鏈條傳動(dòng)帶動(dòng)安裝在其上的從動(dòng)鏈輪運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨著提刀一起上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的主要部件還包括下接頭、刀箱、刀箱聯(lián)接板、滑塊及提刀夾板等。根據(jù)主軸上4個(gè)平鍵鍵槽的設(shè)計(jì)方向是否對(duì)稱，可以將提刀的長(zhǎng)短設(shè)置成一種或兩種規(guī)格。

電子提花機(jī)目前大多采用電磁閥選針裝置，這種裝置是通過(guò)驅(qū)動(dòng)板對(duì)電磁閥中纏繞在鐵芯上的工作線圈進(jìn)行通電和斷電兩種狀態(tài)的控制，使磁場(chǎng)產(chǎn)生或消失，使其銜鐵針在刀片的推動(dòng)下能夠獲得“吸附”和“脫離”兩個(gè)動(dòng)作。當(dāng)斷電時(shí)，銜鐵針就會(huì)被與尼龍線相連的細(xì)長(zhǎng)拉簧拉回到原位，從而實(shí)現(xiàn)了電磁選針的彈性回綜過(guò)程。目前，我單位獲得授權(quán)的實(shí)用新型專利“提花機(jī)電磁選針裝置”［3］，既可以省略復(fù)位線圈，克服剩磁大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷，也有效地解決了工作線圈與電路板之間的連線易斷裂的問(wèn)題。實(shí)用新型專利“提花機(jī)電磁選針裝置”［4］，還有效地解決了電子提花機(jī)存在銜鐵針容易出現(xiàn)偏位和彎曲的問(wèn)題，延長(zhǎng)了整個(gè)裝置的使用壽命，解決了因推針另一端控制橫針的精確度低而影響到提花機(jī)提花質(zhì)量的問(wèn)題。

2 提花機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

2.1 改進(jìn)前的運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)析

改進(jìn)前的偏心輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)如圖1所示。它實(shí)際上是一個(gè)偏心輪滑塊運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（偏心輪—連桿—滑塊運(yùn)動(dòng)副）。4個(gè)偏心輪與主軸3通過(guò)平鍵聯(lián)接，隨著主軸3一起作圓周轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)偏心輪上安裝有一個(gè)軸承。偏心輪外圈1又安裝在軸承4的外圈之上。下接頭5則通過(guò)螺栓與偏心輪外圈1相連，再用帶軸承的刀箱短軸9安裝在兩塊對(duì)稱的刀箱11中間。刀箱聯(lián)接板10用于聯(lián)接刀箱 11與滑塊7。

這樣，當(dāng)偏心輪通過(guò)軸承帶動(dòng)其外圈作圓周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下接頭軸就會(huì)帶動(dòng)刀箱、滑塊作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。而提刀刀片是通過(guò)提刀夾板、刀箱小軸及軸承安裝在刀箱上的，因此這時(shí)也作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

這種運(yùn)動(dòng)是垂直上下的，刀箱和安裝在刀箱上的刀片在各個(gè)位置都是齊平的，并不會(huì)產(chǎn)生傾斜。

圖1 改進(jìn)前的偏心輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖

2.2 結(jié)構(gòu)改進(jìn)的原因

XHP系列偏心輪式電子提花機(jī)的幾種機(jī)型在結(jié)構(gòu)改進(jìn)前都是按平開口形式設(shè)計(jì)的，其提刀刀片在上止點(diǎn)和下止點(diǎn)及其它任意位置都是齊平的，僅適用于車速在200r/min及以下時(shí)的低速織造。平開口形式的電子提花機(jī)往往工作行程較長(zhǎng)，其一個(gè)嚴(yán)重的弊端就是難以實(shí)現(xiàn)提花織物織造過(guò)程的高速化。這是因?yàn)?，?dāng)車速加快時(shí)，刀片就會(huì)“來(lái)不及”作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。而傾斜開口形式的電子提花機(jī)恰恰能夠彌補(bǔ)它的這一點(diǎn)不足之處。因此，對(duì)類似結(jié)構(gòu)的提花機(jī)進(jìn)行機(jī)械改造，已是一個(gè)迫切需要解決的重要技術(shù)問(wèn)題。

2.3 結(jié)構(gòu)改進(jìn)要點(diǎn)

2.3.1 墻板結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

圖2為改進(jìn)前的墻板結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式的墻板不能適應(yīng)增設(shè)傾斜開口裝置的需要，必須對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。圖3所示為改進(jìn)后的墻板結(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為安裝一套傾斜開口裝置做好了鋪墊。墻板使用灰口鐵鑄造而成，通過(guò)修改木模很容易得到改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)。

2.3.2 增設(shè)連桿運(yùn)動(dòng)副

如圖4所示，偏心輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在改進(jìn)前的基礎(chǔ)上增設(shè)了一套由軸承12、連桿13和傾斜滑槽14組成的傾斜運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并在刀箱短軸9與滑塊7之間安裝上一個(gè)滑塊軸承8，使得刀箱整體與滑塊 7之間可以做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承12采用圓柱滾針軸承，相當(dāng)于一個(gè)滑塊的作用，用連桿軸與連桿13相聯(lián)接。這樣就構(gòu)成了又一個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，即平面連桿滑塊運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)副的動(dòng)力來(lái)源于偏心輪滑塊運(yùn)動(dòng)副，同時(shí)，由于滑槽是傾斜的，它的運(yùn)動(dòng)又牽制著刀箱11以刀箱短軸9為圓心作一定幅度的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使刀箱、提刀產(chǎn)生了傾斜狀態(tài)。

圖2 改進(jìn)前的墻板結(jié)構(gòu)

圖3 改進(jìn)后的墻板結(jié)構(gòu)

圖4 偏心輪高點(diǎn)位置圖

圖4為當(dāng)偏心輪剛剛轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)（即上止點(diǎn)）位置時(shí)的情況。處于這一狀態(tài)時(shí)的刀箱和17塊刀片也是齊平的。隨著偏心輪繼續(xù)以順時(shí)針做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，一方面滑塊7和刀箱11作垂直向下運(yùn)動(dòng)，另一方面連桿13同時(shí)也沿著傾斜滑槽14的方向被往下拉動(dòng)。當(dāng)被拉到最低點(diǎn)（即下止點(diǎn)）時(shí)，連桿13在垂直方向上的位移量應(yīng)該小于滑塊7的位移量，即小于偏心輪偏心距的2倍。在水平向右方向上的位移，由于滑塊7不會(huì)往右移動(dòng)，刀箱只有通過(guò)帶著連桿13、以刀箱短軸9為圓心作小幅度的順時(shí)針圓周轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)作抵消。如圖5所示為刀箱在最低點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)，這時(shí)呈傾斜狀態(tài)的刀箱與水平方向約呈3.8°左右的夾角。

圖5 偏心輪低點(diǎn)位置圖

結(jié)構(gòu)改進(jìn)前為平開口狀態(tài)，開口高度90 mm；結(jié)構(gòu)改進(jìn)后刀箱在最低點(diǎn)時(shí)上開口高度為110 mm，下開口高度為70 mm，相差40 mm，能夠滿足要求。

2.3.3 修改偏心距

結(jié)構(gòu)改進(jìn)前該型電子提花機(jī)4個(gè)偏心輪的偏心距為50mm，為適應(yīng)改進(jìn)后高速運(yùn)轉(zhuǎn)的需要，將其設(shè)計(jì)成45mm。

2.4 傾斜運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的調(diào)整

傾斜運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以通過(guò)調(diào)整傾斜滑槽的角度來(lái)進(jìn)行微調(diào)。微調(diào)的角度一般在±5°左右，調(diào)整后可以得到不同的開口度，但可調(diào)范圍不宜過(guò)大。為保證呈對(duì)稱安裝在左右兩塊墻板兩側(cè)的4個(gè)傾斜滑槽在調(diào)整時(shí)能夠同步，不出現(xiàn)不同的偏角，特別將傾斜滑槽的安裝位置挖掉一個(gè)缺口，以便能將兩個(gè)傾斜滑槽通過(guò)隔塊聯(lián)結(jié)成一體，如圖3所示。當(dāng)角度調(diào)好后，還應(yīng)將其鎖固，防止出現(xiàn)松動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目已被列入“2013年浙江省重點(diǎn)高新技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目計(jì)劃”，于2013年10月啟動(dòng)。目前改造樣機(jī)試驗(yàn)效果良好，車速范圍達(dá)到200～650 r/min。由XHP-16/ 2688型電子提花機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)的成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，說(shuō)明增設(shè)一套傾斜運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以改進(jìn)提刀的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而實(shí)現(xiàn)了提花機(jī)運(yùn)動(dòng)開口由平開梭口向傾斜開口方式的轉(zhuǎn)化。

根據(jù)已經(jīng)取得的實(shí)際效果，可以將該項(xiàng)技術(shù)推廣應(yīng)用到偏心輪式提花機(jī)其它機(jī)型之上，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求，取得更大更好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 李志祥，程起時(shí).提花機(jī)［M］.北京：紡織工業(yè)出版社，1985.

［2］ 張策，陳樹昌，孟彩芳.機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［3］ 浙江新輝紡織機(jī)械有限公司.提花機(jī)電磁選針裝置：中國(guó)，CN200920116414.5［P］.2009-03-26.

［4］ 浙江新輝紡織機(jī)械有限公司.提花機(jī)電磁選針裝置：中國(guó)，CN200920124533.5［P］.2009-07-13.

［5］ FZ/T 94053-2007電子提花機(jī)［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

（編輯：?jiǎn)?迪）

TS 103

B

1002－2333（2014）04－0266－02

周建軍（1975—），男，工程師，從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造方面的技術(shù)工作。

2014-01-08