織機凸輪開口機構的設計

張立強

（天津工業大學機械電子學院，天津300160）

噴氣織機的發展，是新型織機發展的一個巔峰，對片梭織機、劍桿織機及噴水織機的發展有著巨大的刺激作用，促進了新型織機的發展，使各種新型織機之間展開了激烈的競爭，于是提高了新型織機的整體性能，使新型織機的發展前進了一大步。

1 劍桿織機中的組合凸輪開口機構

組合凸輪開口機構，在織機中有兩種安排方式，即內側式和外側式。

內側式的特點，是開口機構安裝在織機內部。其優點是把運動從凸輪傳到綜框所需的連桿數較少，而缺點是維修和安裝時接近機構困難，而且機構的尺寸也不宜過大，凸輪的數目也不能太多，因為內側式開口機構安裝在下軸與經軸之間的頂軸內。

外側式凸輪開口機構是安裝在織機的外側，其優點是安裝、調節、維修都相當方便，適應織物品種多，凸輪數目可以較多，且在高速運轉時凸輪磨損少。

因此，采用外側式機構時，凸輪的輪廓、基圓的半徑可以適量增大，從而降低壓力角；機器無上梁，可以避免由于傳統吊綜裝置潤滑時造成的油污疵布，更換織物品種也相當方便。

外側式開口機構有兩種回綜方式：一種是積極式開口機構，另一種是消極式開口機構。

積極式開口機構，是由剛性桿連接，利用共軛凸輪來控制綜框的回綜，但這種機構的體積較大，共軛凸輪的制造相當復雜，所以此次設計筆者采用了消極式開口機構。

消極式開口機構是采用提綜和回綜相分開。提綜時，提綜繩與開口機構連接，利用凸輪開口機構來提綜；利用彈簧裝置來回綜，回綜的綜繩與彈簧機構連接，利用彈簧的回復力來回綜。

凸輪驅動綜框下降，回綜彈簧驅動綜框上升，這種回綜裝置由于回綜力的存在，使轉子與凸輪時刻接觸，這樣可以使綜框運動平穩。采用外側式開口機構，綜框可用十片綜，其中兩片控制邊組織，是平紋組織，另外八片地組織可以用來織平紋、斜紋、緞紋等多種組織，及其他復雜組織。

2 方案分析與確定

開口機構的作用，是根據織物組織圖上經紗與緯紗相互交織的變化規律，來控制織造循環、傳動綜框，使其按照一定的順序帶動經紗，將經紗分為上、下兩層，形成可供引緯器穿行的梭口通道。

在凸輪開口機構中，凸輪是其重要部件。經紗在開口過程中的運動規律和升降變換，由凸輪來決定。組合凸輪開口機構的設計目的，是適應JWG型新型織機高速運轉的需要，增加了織物的花色品種，提高了產品在市場上的競爭能力。同時，組合凸輪開口機構為花色品種的更換帶來了很大方便。

2.1 傳動方案的分析與確定

（1）開口機構設計的幾種方案及比較。

方案1（如圖1）——這種傳動的特點是：織機外側布置，地組織凸輪與邊組織凸輪分別裝于兩根軸上，結構緊湊，路線簡單明了。

圖1 傳動方案1

方案2（如圖2）——這種傳動方案的特點是：織機外側布置，地組織凸輪和邊組織凸輪在同一根軸上，但是邊組織凸輪和地組織凸輪的傳動時分開的。它們分別靠用螺釘與本身固結在一起的齒輪Z5和Z4來傳動。這樣就更容易分開確定地組織凸輪與邊組織凸輪的轉速，同時調節開口時間也變得很容易。這樣配置，使結構緊湊，從而使踏綜桿的結構緊湊，而且減少了特殊零件的出現，降低了機器的成本。

圖2 傳動方案2

（2）方案比較。

方案1——開口凸輪裝在織機外側，傳動時電機傳動主軸，帶動同步齒形帶輪，再由齒形帶輪通過軸傳動Z1，Z1與Z2為一對等齒數的錐形齒輪，于是Z1傳給Z2，這樣改變了傳動方向，傳到邊凸輪軸A，再通過邊凸輪軸上的齒輪Z4，傳動地組織軸上的齒輪Z3，帶動地組織的凸輪軸，傳動地組織凸輪完成提綜運動。更換織物組織時，需要更換齒輪Z3和Z4及地組織凸輪，這樣就可以與地組織凸輪組成一系列的織物組織，這種結構中，邊組織凸輪和地組織凸輪分開，調節開口時間造成一定的困難；而且邊組織凸輪靠后，使踏綜桿傳動復雜。由于箱體布置，變換齒輪和凸輪都需要充分的潤滑，可以采用油浴。

方案2——開口凸輪裝在織機外側，傳動時電機傳動主軸，帶動同步齒形帶輪，再由齒形帶輪通過軸傳動Z1，Z1與Z2為一對等齒數的錐形齒輪，于是Z1傳給Z2，這樣改變了傳動方向，傳到邊凸輪軸A，再通過Z3與Z6分別傳動地組織凸輪與邊組織凸輪。該方案克服了方案一中調節開口時間困難、踏綜桿傳動復雜等問題。

綜上分析，選擇方案2為開口機構的傳動方案。2.2 結構方案的分析

通過以上的分析，初步選定了傳動方案，但從傳動路線中，并不能看出機構是如何提綜的。為了能明確這一問題，我們對以下幾種結構方案再做分析。

方案1（如圖3）——這種結構的特點是：軸A、B、O在同一平面上，這樣的結構不緊湊，增大了箱體的體積。

圖3 結構方案1

圖4 結構方案2

方案2（如圖4）——這種結構的特點是：A、B、O軸呈三角形布置，箱體結構緊湊，滑輪裝于墻板上。整個箱體的尺寸相對于方案一來說，減小了尺寸，它的結構不僅適用于豐田噴氣織機，亦適合其它的織機，比如JWG1724系列織機。

2.3 方案的確定

由以上看，兩種方案箱體結構基本相同，所不同之處在于方案1的三軸A、B、O在同一平面內，而方案2的三軸呈三角形布置，從加工角度來考慮，顯然方案1比方案2容易加工箱體。由于軸A、B、O的支承座和箱體是一體的，同時鑄造出來，基本上是不漏油的。而踏綜桿上的提綜繩與踏綜桿不垂直，并且在提綜過程中，隨著踏綜桿的擺動，夾角在不斷變化，這樣就造成實際擺動升程值比理論計算的升程值要小，因此誤差是不可避免的。

由于軸A、B、O的布置不同，因此方案2要比方案1的箱體體積小，而且從理論分析中看，方案1的誤差比方案2的要大。

此外，從比較中可以看出，方案2相對于方案一來說有以下優點：

（1）箱體體積小，運用比較靈活；

（2）滑輪的調節相當方便；

（3）箱體在織機外側，可以在適當的位置安裝，而且可以根據需要進行調整，以滿足開口的需要；

（4）占地面積小；

（5）設計合理。

綜上分析，應選擇結構方案2。

在方案2中，為了安裝、拆裝和調整的方便，我采用了減速箱體式的箱體結構。所有的軸承支座都是和箱體一體的，防止漏油。上部使用一個防塵罩遮蓋，防止灰塵污染油。安裝軸承支座時，為了確保安裝精度，采用銷釘定位。在加工完轉軸和踏綜桿軸的軸承座時，所留下的工藝孔用一個蓋封死，有效地防止漏油，降低成本。齒輪的軸承座與箱體也是一體的，且同時鑄出，這樣對安裝變換齒輪和調節也很方便。

凸輪軸的裝配過程比較復雜，首先將邊組織齒輪及凸輪裝在套筒上，將套筒涂上一層潤滑劑，套在凸輪軸上，兩側用軸箍緊死，以防凸輪兩端竄動，將凸輪軸裝在兩側支座內，用支座蓋將其固定在箱體中。

踏綜桿上裝有軸箍，可以方便調整踏綜桿。

鑄造箱體時，為了使其簡單，防塵罩采用成形鐵板。箱體內采用油浴。為了方便換油，在箱體底部開一泄油孔，用螺栓擰緊。

3 結束語

凸輪開口機構是織機中常見的傳統三大開口機構（凸輪開口機構、多臂開口機構、提花開口機構）之一，可以應用于各種類型的織機，比如有梭織機、劍桿織機、噴氣織機等無梭織機。凸輪開口機構在織機開口機構中，有著舉足輕重的地位，不可替代。

本次設計思路著眼于結合回綜裝置的要求，設計彈簧回綜式凸輪開口機構的凸輪箱體機構。在這種凸輪開口機構中，綜框下降是受凸輪驅動的，而綜框上升則依靠彈簧的恢復力，因此這種屬于半積極式消極式凸輪開口機構。在實際生產中，凸輪可靈活運用，如織重平織物可用一般平紋凸輪織制；用2/2斜紋凸輪，改變穿綜方法，可以織破斜紋和山形斜紋；又如此種凸輪采用不同穿法，可織制2/2斜紋和2/2方平組織相間的條子織物，代替多臂開口機構。

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