GTM-AS型劍桿織機(jī)傳劍機(jī)構(gòu)分析

許金玉

（江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南通 226007）

GTM-AS型劍桿織機(jī)是比利時(shí)PICANOL公司在GTM-A型基礎(chǔ)上稍做改進(jìn)后而生產(chǎn)的一種新型撓性劍桿織機(jī)。近幾年來，我國有許多紡織廠家引進(jìn)使用該機(jī)。該機(jī)除擁有當(dāng)今其他先進(jìn)劍桿織機(jī)的功能和優(yōu)點(diǎn)外，由于微電腦的廣泛使用，自動化程度特別高。眾所周知，傳劍機(jī)構(gòu)是劍桿織機(jī)的核心部分，其運(yùn)動規(guī)律直接影響到織機(jī)的性能[1]。本文著重對GTM-AS型劍桿織機(jī)的傳劍機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和討論。

1 傳劍機(jī)構(gòu)簡述

GTM-AS型劍桿織機(jī)傳劍機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：獨(dú)立式箱體結(jié)構(gòu)，傳遞結(jié)構(gòu)點(diǎn)少，運(yùn)動穩(wěn)定緩和。在該機(jī)兩側(cè)各有一套，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖l所示，織機(jī)主軸1傳動曲柄2，空間萬向聯(lián)軸節(jié)的主動軸3和被動軸4，連桿5，扇形齒輪6，小齒輪7，傳劍輪8，小齒輪7和傳劍輪8固裝在同一根軸上，劍帶9由傳劍輪8驅(qū)動，進(jìn)出梭口完成引緯。該機(jī)采用分離式筘座、沖孔尼龍帶、雙劍桿、單側(cè)供緯、夾持式中央交叉引緯。劍頭用螺絲固裝在劍帶端部，拆裝方便。

2 傳劍機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析

圖1 GTM-AS型劍桿織機(jī)傳劍機(jī)構(gòu)簡圖

該傳劍機(jī)構(gòu)可分為空間萬向聯(lián)軸節(jié)機(jī)構(gòu)，由聯(lián)軸節(jié)的被動軸、連桿、扇形齒輪組成的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)以及由扇形齒輪、小齒輪、傳劍輪組成的放大機(jī)構(gòu)。

2.1 空間萬向聯(lián)軸節(jié)機(jī)構(gòu)

圖2為該傳劍機(jī)構(gòu)的空間萬向聯(lián)軸節(jié)的工作原理簡圖。主動軸3以等角速ω3回轉(zhuǎn)時(shí)，被動軸4作變角速ω4回轉(zhuǎn)。根據(jù)有關(guān)機(jī)械原理知識[2]，其兩軸的角速度之比i43=ω4/ω3=cos α/（1-sin2αcos2Φ），式中： α 為軸 3 與軸 4的夾角，Φ為軸3的轉(zhuǎn)角。這里軸3是織機(jī)主軸1通過曲柄2傳來的運(yùn)動，令織機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為ω0，軸4的轉(zhuǎn)角為β，因軸3與軸1同軸，則ω3=ω0，Φ=ω0t。由i43的式子可得出軸4的轉(zhuǎn)動規(guī)律：轉(zhuǎn)角 β=Φ4=arctan(tanΦ/cosα)，角速度 β′=ω4=

2.2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

對(1)、(2)式化簡整理，再令：

圖2 空間萬向聯(lián)軸節(jié)簡圖

圖3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

對(1)、(2)式兩次求導(dǎo)并整理，便得擺桿角加速度γ″：

從而得出扇形齒輪擺動規(guī)律為：

2.3 放大機(jī)構(gòu)

3 分析和討論

該傳劍機(jī)構(gòu)特別之處是空間萬向聯(lián)軸節(jié)的使用?？臻g萬向聯(lián)軸節(jié)在本機(jī)構(gòu)中一方面起到傳遞運(yùn)動的作用，另一方面有效地改善了劍桿運(yùn)動規(guī)律。因?yàn)樗軐⒖棛C(jī)主軸勻速轉(zhuǎn)動改變?yōu)樽兯俎D(zhuǎn)動再傳遞給后面的運(yùn)動機(jī)構(gòu)。

從 i43= ω4/ω3=cos α/ （1-sin2αcos2Φ）中可以看出，空間萬向聯(lián)軸節(jié)兩軸夾角α是其重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，當(dāng)α發(fā)生變化時(shí)，i43(即ω0)就發(fā)生變化，i43的變化規(guī)律如圖4所示，圖4是在180°范圍內(nèi)對不同的α，i43隨Φ的變化曲線。由此可見，對α這個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇要慎之又慎。該機(jī)構(gòu)傳劍運(yùn)動合理，就是由于對α的正確選擇。

當(dāng)筘幅改變時(shí)，劍桿動程必須調(diào)整，以滿足織造工藝的要求。在該傳劍機(jī)構(gòu)中扇形齒輪上有一弧形溝槽，通過調(diào)節(jié)其內(nèi)連桿與扇形齒輪鉸接的位置來改變曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中搖桿的長度R(見圖1)，以達(dá)到改變劍桿動程的目的，調(diào)節(jié)較為方便。

圖4 i43與Φ的變化曲線

[1] 朱蘇康，陳元甫.織造學(xué)：上冊[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1996.

[2] 夏金國，李金海.織造機(jī)械[M].北京：中國紡織出版社，1999.