新型的快速毛高調節(jié)和精確毛高測量機構

司朝兵，孫楊興

（江蘇鷹游紡機有限公司，江蘇 連云港 222062）

剪毛機的支呢架上端點和平刀前端點的直線距離為剪毛高度（以下簡稱毛高）。根據(jù)所剪織物類型和厚度的不同來調節(jié)毛高，如果毛高顯示不精確，就只能多次調節(jié)毛高，通過觀察所剪織物的效果來判斷毛高是否合適。這種依靠人為觀察來確定毛高的方式有很大的隨意性，會影響產(chǎn)品的質量，導致產(chǎn)品標準不統(tǒng)一，而且反復試剪毛需要花費很多時間以及浪費許多織物，因此，找到一種快速毛高調節(jié)和精確毛高測量機構可提高效率和產(chǎn)品質量，同時還可以節(jié)約生產(chǎn)成本。

1 毛高調節(jié)的方式

毛高調節(jié)理論上可以通過3種方式來實現(xiàn)：第一種是支呢架固定，通過圓刀和平刀做旋轉運動來調節(jié)毛高（目前大部分剪毛機都是使用這種毛高調節(jié)方式）；第二種是圓刀和平刀固定，通過支呢架上下運動來調節(jié)毛高；第三種是支呢架、圓刀和平刀都可以通過運動調節(jié)毛高。其中，第三種毛高調節(jié)方式機構復雜，實現(xiàn)難度較大，因此不做討論。

2 圓刀和平刀做旋轉運動調節(jié)毛高機構

（1）圓刀和平刀：要求有較高的硬度，良好的動平衡性、圓度和直線度，貼合鋒利的剪口，合適的正壓力，良好的表面光潔度和潤滑等。圓刀直徑常用φ145、φ183，刀條數(shù)常用24剪毛效率可用單位長度內(nèi)受剪次數(shù)來衡量。

可見，刀片數(shù)越多，效率越高，但一定的刀片間距（20~45 mm）有利于纖維進入剪口和除塵，并減小兩刀間的摩擦。直徑增大，剪口兩刀的相對速度增加，有利于剪切，但兩刀間的摩擦加劇。

（2）支呢架：使剪毛的織物運行到達托刀尖端的圓角處能發(fā)生急劇的彎曲轉折，里外層張力變化使絨毛纖維直立進入刀口，便于定長剪切。要求較高的直線度、與刀口的平行度（可以調節(jié)）以及較好的耐磨性。

圓刀支架、圓刀、平刀固定在平刀架上，圓刀支架的前端與毛高調節(jié)桿接觸，支呢架固定不動，電機帶動毛高調節(jié)桿上下運動，帶動圓刀和平刀圍繞平刀架上的一點做旋轉運動，實現(xiàn)毛高調節(jié)（圖1）。

圖1 圓刀和平刀做旋轉運動調節(jié)毛高機械結構

2.1 圓刀和平刀做旋轉運動調節(jié)毛高計算

在毛高調節(jié)桿下端安裝直線位移傳感器，可以測量毛高調節(jié)桿的變化值，通過公式換算可計算出毛高。圓平刀及支呢架位置如圖2所示，X為平刀架旋轉支點與毛高調節(jié)桿的水平距離，X1為平刀架旋轉支點與支呢架端點的水平距離；Y1為圓刀架支桿伸出長度，Y2為支呢架上端點與墻板上端面的距離，Y3為平刀架旋轉支點與墻板上端面的距離，Y4為平刀架旋轉支點與墻板上端面的垂直距離；d為毛高，d1為平刀架旋轉支點與平刀前端點的距離，d2為平刀架旋轉支點與支呢架上端點的距離，d3為平刀架旋轉支點與a點的距離，d4為平刀架旋轉支點和毛高調節(jié)桿與圓刀架支桿的接觸點距離；Φ為平刀前端點、平刀架旋轉支點和毛高調節(jié)桿與圓刀架支桿的接觸點三點形成的夾角，Φ1為平刀前端點、平刀架旋轉支點和支呢架上端點三點形成的夾角，Φ2為平刀架旋轉支點和毛高調節(jié)桿與圓刀架支桿的接觸點兩點與水平直線形成的夾角，Φ3為平刀架旋轉支點和支呢架上端點兩點與水平直線形成的夾角。

由圖2可知：

圖2 圓平刀及支呢架位置關系

2.2 分析與毛高（d）相關的因素

其中，X、X1、Y2、Y5、d1、d3是定值，與現(xiàn)場調試無關，Φ、φ3、d2、d4、Y1、Y4在安裝調試后才能確定，理論上在調試后推導出的毛高只與Y3有關，只要測出Y3的數(shù)值就可以得出準確的毛高。實際上，根據(jù)不同類型的織物和每個公司的操作習慣，Y1與Y4在每次調試中數(shù)值都不一樣。

Y1、Y4在現(xiàn)場調試后才最終確定，隨著Y1和Y4變化，Φ、Φ3、d2的數(shù)值也發(fā)生了變化。

根據(jù)以上的討論可得到毛高，需要每次調節(jié)Y1、Y4后重新輸入Y1和Y4的值。這里還是在不考慮加工誤差和測量誤差的情況下得到了正確的毛高值，操作復雜，且需要專業(yè)的操作人員才能操作好，大多數(shù)情況下，操作人員在調節(jié)Y1和Y4的數(shù)值后不會再重新輸入，所以得到的毛高有誤。

2.3 毛高調節(jié)速度

假設毛高調節(jié)的速度為V，毛高調節(jié)桿的上下運動速度為V1，如式（11）所示：

毛高調節(jié)變化量與各相關調節(jié)距離有關，變動任何位置都會影響毛高。

3 圓刀和平刀固定，支呢架上下運動調節(jié)毛高機構

圓刀支架、圓刀、平刀固定在平刀架上，圓刀支架的前端與支撐架接觸，支呢架可垂直上下運動，伺服電機帶動絲桿升降機驅動支呢架上下垂直運動，實現(xiàn)毛高調節(jié)（圖3）。

圖3 圓刀和平刀固定，支呢架上下運動調節(jié)毛高機構

3.1 分析影響毛高（d）的因素

支撐架是固定在墻板上不動的，在調試好后，平刀前端點與支呢架上端點在一條垂直的直線上。因此，支呢架的移動距離就是毛高的變化值，無論調試后Y1、Y4與其他尺寸的數(shù)值是多少，都不影響毛高數(shù)值，也不用考慮加工的誤差。由于支呢架是在上方，絲桿和螺母的間隙被消除，絲桿的精度對毛高也沒有影響。本研究讓伺服電機轉動相同的圈數(shù)，連續(xù)上下運動20次，測得的毛高變化范圍在0.01 mm以內(nèi)，這樣的誤差對剪毛沒有影響。

3.2 毛高調節(jié)速度

假設毛高調節(jié)的速度為V，毛高調節(jié)桿的上下運動速度為V1，即V=V1，毛高調節(jié)桿上下移動的變化量就是毛高調節(jié)變化量（毛高調整高低）。

4 結語

第一種毛高調節(jié)方式（旋轉式）影響因素較多，如測量不準時；第二種毛高調節(jié)方式（上下移動式）以及毛高測量既方便又準確，毛高調節(jié)速度較快。