環(huán)錠紡集落系統(tǒng)凸盤防竄結(jié)構(gòu)改進(jìn)

韋金平

(經(jīng)緯智能紡織機(jī)械有限公司，山西 晉中 030601)

0 引言

環(huán)錠細(xì)紗機(jī)集體落紗系統(tǒng)中，采用氣缸推送凸盤完成細(xì)紗機(jī)與理落管系統(tǒng)或自動絡(luò)筒機(jī)之間的空滿紗管交換，是目前行業(yè)的主流方案。其撐爪多點(diǎn)分布、分段推送凸盤，既解決了凸盤之間擠壓力過大的問題，又解決了凸盤直徑誤差在細(xì)紗機(jī)長度方向上積累導(dǎo)致凸盤與錠位錯(cuò)位的問題；且撐爪利用自身重力自動復(fù)位，無需額外裝置或者動力，結(jié)構(gòu)簡單可靠且維護(hù)方便，基本滿足當(dāng)前環(huán)錠細(xì)紗機(jī)集體落紗系統(tǒng)的需求。隨著技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)目前的撐爪推送結(jié)構(gòu)，仍有進(jìn)一步完善的空間。

1 現(xiàn)有結(jié)構(gòu)分析

市場上廣泛采用的氣缸撐爪式結(jié)構(gòu)凸盤推送如圖1所示。撐爪通過銷軸安裝在撐條上，凸盤位于導(dǎo)軌內(nèi)，只能沿著導(dǎo)軌在撐爪的推動下前后運(yùn)動，但因凸盤和插在其上的紗管均是回轉(zhuǎn)體，故凸盤繞其自身旋轉(zhuǎn)軸的自由度未受限制；氣缸桿和撐條連接，氣缸桿的伸縮帶動撐條做前后運(yùn)動，由撐爪推動凸盤間歇性向前運(yùn)動，最終完成凸盤輸送。

1—導(dǎo)軌；2—凸盤；3—撐爪；4—銷軸；5—撐條。圖1 氣缸撐爪式凸盤推送機(jī)構(gòu)

撐爪以銷軸為界，前輕后重，其在重力作用下總有圍繞銷軸做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動的趨勢，直至其前端下底面碰觸撐條；當(dāng)撐條向前運(yùn)動時(shí)，撐爪抬起的頭端可以頂著凸盤底座的空腔向前運(yùn)動；當(dāng)撐條向后運(yùn)動時(shí)，凸盤失去動力不再運(yùn)動，撐爪的上脊線劃過凸盤底面時(shí)受壓力作用順時(shí)針轉(zhuǎn)動一定角度，順利向后劃動，如此往復(fù)[1]。

由于撐爪在細(xì)紗機(jī)長度方向?yàn)槎帱c(diǎn)分布，單個(gè)撐爪只負(fù)責(zé)一定數(shù)量的凸盤。因此，撐爪的分布、氣缸的行程、用時(shí)和氣壓等參數(shù)的選擇與確定，要綜合考慮凸盤與導(dǎo)軌之間配合的松緊度及摩擦力、空滿紗管的質(zhì)量、凸盤底座直徑的偏差、紡紗車間溫度等多種因素。

分析可知，撐爪向前推進(jìn)凸盤到達(dá)行程后需要跟隨撐條退回以開始下次推程，但在撐爪退回和暫停時(shí)無法對凸盤定位，而當(dāng)凸盤受到外力后，理論上可以退回1個(gè)推程的距離，這種結(jié)構(gòu)的撐爪無論處于什么位置，都無法限制凸盤受到外力后向前運(yùn)動。集體落紗系統(tǒng)完成空滿紗管交換后，細(xì)紗機(jī)主機(jī)錠位和凸盤之間應(yīng)該一一對應(yīng)，此時(shí)若不限制凸盤在導(dǎo)軌內(nèi)的竄動(由清掃或運(yùn)送物料時(shí)接觸凸盤引起)，將會影響凸盤與細(xì)紗機(jī)主機(jī)錠位之間的空滿紗管交換?，F(xiàn)場常見的問題為：因?yàn)橥贡P未處于正確的位置，導(dǎo)致氣架下行時(shí)空紗管頂端無法進(jìn)入抓管器的空腔內(nèi)，而是頂?shù)舨糠肿ス芷鳎故プス芷鞯臍饧軣o法拔起位于錠子上的滿紗管，影響了生產(chǎn)的連續(xù)性，也加劇了抓管器的損耗[2]。因此，需要增加裝置以限制凸盤在導(dǎo)軌內(nèi)的竄動。

2 改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)

筆者依據(jù)撐爪靠重力自動復(fù)位的原理，設(shè)計(jì)出圖2所示的凸盤防竄結(jié)構(gòu)。

1—導(dǎo)軌；2—凸盤；3—防進(jìn)鉤；4—限位銷；5，7—支撐限位銷；6—防倒撐爪；8—防倒撐爪銷軸；9—防進(jìn)鉤銷軸；10—軸承；11—軸承銷軸；12—軸承座；13—撐爪銷軸；14—撐爪；15—撐條。圖2 凸盤推送防竄結(jié)構(gòu)

如圖2所示，在撐條的合適位置上固定一軸承座，通過軸承銷軸將一滾動軸承套合在軸承座上，和撐條一起運(yùn)動。防進(jìn)鉤通過防進(jìn)鉤銷軸套合在導(dǎo)軌上，在重力作用下圍繞銷軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動并被固定在導(dǎo)軌上的限位銷限位；當(dāng)撐條向前推動凸盤時(shí)，軸承外圈將和防進(jìn)鉤的左下立面接觸，使其逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過合理的尺寸設(shè)計(jì)，當(dāng)撐條到達(dá)最前端時(shí)，防進(jìn)鉤的左上端面和凸盤底座空腔圓柱面相接觸，從而限制了凸盤繼續(xù)前行的可能性；當(dāng)撐條向后運(yùn)動時(shí)，軸承外圈和防進(jìn)鉤脫離接觸，防進(jìn)鉤在重力作用下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)傾倒，失去限制作用，可以使撐爪推動凸盤順利通過；通常撐爪由最前位后退整數(shù)倍錠距l(xiāng)后，還要繼續(xù)后退一定的距離x，使撐爪的前頂端充分無阻礙地抬起，為下次推程作準(zhǔn)備。

防倒撐爪也是通過銷軸套合在導(dǎo)軌上，并由2個(gè)支撐限位銷限位，使其只能在一定的角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)。防倒撐爪的防倒原理和撐爪一樣，不同的是其固定在導(dǎo)軌上，只轉(zhuǎn)動而無前后運(yùn)動[3]。新增件的安裝固定方式簡單，只要位置尺寸和零件尺寸合適，利用重力和氣缸推力的相互作用即可自動復(fù)位、滿足凸盤的防竄需求。

3 防進(jìn)鉤的設(shè)計(jì)和安裝位置

當(dāng)推條向前運(yùn)動到最前位置并保持不動時(shí)，要求軸承外圈完全頂起防進(jìn)鉤使其上頂端與凸盤底座內(nèi)腔圓柱面接觸以限制凸盤向前運(yùn)動。這就要求防進(jìn)鉤的結(jié)構(gòu)、尺寸和安裝位置與撐爪的距離，以及軸承與撐爪之間的位置，都必須配合恰當(dāng)。

如圖3所示，設(shè)定B2B3是撐爪到達(dá)1次推程最前端時(shí)、其中1個(gè)凸盤底座內(nèi)腔圓柱面與防進(jìn)鉤接觸后的相貫線，相貫線相對于此凸盤的位置和相對于導(dǎo)軌(或任一固定件)之間的位置，取決于底座內(nèi)腔圓柱面的直徑和防進(jìn)鉤的左上頂端的寬度。

圖3 防進(jìn)鉤外形尺寸計(jì)算

CC線為凸盤底面的下限界，在CC線以下預(yù)選一點(diǎn)O作為防進(jìn)鉤的旋轉(zhuǎn)中心，并以凸盤的前進(jìn)方向?yàn)閤軸正方向建立平面直角坐標(biāo)系。當(dāng)軸承外徑尺寸選定后，可在x軸下方選一點(diǎn)Tn作為軸承外圈與防進(jìn)鉤下豎面的切點(diǎn)，Tn點(diǎn)的選擇位置決定了軸承在撐條上的安裝位置，考慮防進(jìn)鉤在重力作用下有復(fù)位要求，可大概勾畫出防進(jìn)鉤在“工作位”的位置和形狀，如圖中虛線所示；然后以O(shè)點(diǎn)為中心，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)防進(jìn)鉤，使其與圖2中限位銷接觸，且防進(jìn)鉤頂面要求低于CC線，原B2點(diǎn)到達(dá)B1位置，根據(jù)軸承外徑尺寸和先前選定的Tn點(diǎn)位置，可得出軸承與防進(jìn)鉤旋轉(zhuǎn)后的切點(diǎn)T1；旋轉(zhuǎn)后的防進(jìn)鉤(實(shí)線位)和軸承之間處于接觸的臨界狀態(tài)，當(dāng)撐條向前繼續(xù)推進(jìn)時(shí)，曲線T1Tn是切點(diǎn)的軌跡線，軸承的最前端點(diǎn)T2與Tn之間的距離等于B2B4的長度，B4B5是凸盤底座內(nèi)腔圓柱面上相貫線B2B3在撐條前進(jìn)時(shí)軸承外圈與防進(jìn)鉤處于接觸臨界時(shí)的位置。

基于以上分析可知，∠A1OA2=∠B3OB1，T2Tn=B2B4，在確定軸承外徑和Tn以及O點(diǎn)位置后，就可以確定各部件之間的位置和防進(jìn)鉤功能部分的尺寸[4]。

4 結(jié)語

經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明，利用原撐爪借助重力自動復(fù)位的原理，設(shè)計(jì)氣缸撐爪式凸盤推送裝置的防倒撐爪和防進(jìn)鉤結(jié)構(gòu)，有利于凸盤定位，解決了環(huán)錠細(xì)紗機(jī)采用氣缸撐爪式結(jié)構(gòu)推送凸盤方案中，存在凸盤在導(dǎo)軌內(nèi)竄動、引起錠位與凸盤錯(cuò)位過大而影響插拔紗管的問題。新增結(jié)構(gòu)簡單可靠，無易損件和復(fù)雜件，且無需對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行大的改動，易于實(shí)施，提高了集體落紗系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。