一種電子提花機的結(jié)構(gòu)改進與研究

周建軍

（浙江新輝紡織機械有限公司，浙江江山324100）

一種電子提花機的結(jié)構(gòu)改進與研究

周建軍

（浙江新輝紡織機械有限公司，浙江江山324100）

主要介紹了一種偏心輪式電子提花機，通過對其結(jié)構(gòu)進行改進，增設一套輔助運動機構(gòu)，使其工作狀態(tài)由原來的平開梭口方式向傾斜開口方式轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)了現(xiàn)代織機對電子提花機高速運轉(zhuǎn)所提出的更高要求，也體現(xiàn)了電子提花機高速化的重要發(fā)展趨向。

電子提花機；輔助運動機構(gòu)；傾斜開口

0 引言

提花機又稱“提花龍頭”，是各類劍桿織機、噴水噴氣織機及毛巾機的配套設備。它可以使每根經(jīng)絲單獨提升或下降。當織機裝上提花機后，就能夠織出經(jīng)緯循環(huán)數(shù)比較大的大花紋織物了。提花機不直接安裝在織機上，而是安裝在織機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是我公司近年自行設計并成功開發(fā)的一款新型產(chǎn)品。它采用4個偏心輪的結(jié)構(gòu)設計，目前主要包括12列672針、1344針、2688針和16列2688針等幾種機型。它具有運行速度高、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、可靠性強、工作時機械振動小及價格低廉等特點。本文僅對偏心輪式16列2688針電子提花機的結(jié)構(gòu)改進與研究進行論述。

1 提花機的工作原理

提花機有雙連桿傳動、立軸傳動以及鏈條傳動等幾種傳動形式。鏈條傳動和立軸傳動的優(yōu)點是變形較小、運動平穩(wěn)、調(diào)節(jié)方便，但安裝和制造要求較高。它們是現(xiàn)代電子提花機最常見的兩種傳動方式。雙連桿傳動的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，花筒和刀箱的作用時間可單獨調(diào)整，但調(diào)節(jié)麻煩、慣性大，運轉(zhuǎn)時不太安全，容易使機器產(chǎn)生振動。除此之外，還有一種用尼龍齒形帶的新傳動形式。

XHP系列偏心輪式電子提花機采用鏈條傳動方式。它是通過安裝在主軸上、以普通平鍵聯(lián)接的4個偏心輪的圓周轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)化成提刀的上下往復運動，并與驅(qū)動電磁閥選針裝置相結(jié)合，從而實現(xiàn)各種提花織物的機電一體化高速自動織造。偏心輪的圓周轉(zhuǎn)動是由一根安裝在左右兩側(cè)墻板孔內(nèi)、水平設置的主軸來帶動的，而主軸的運轉(zhuǎn)則是由外設的三相異步電動機帶動主動鏈輪，再通過鏈條傳動帶動安裝在其上的從動鏈輪運轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。隨著提刀一起上下往復運動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個平鍵鍵槽的設計方向是否對稱，可以將提刀的長短設置成一種或兩種規(guī)格。

電子提花機目前大多采用電磁閥選針裝置，這種裝置是通過驅(qū)動板對電磁閥中纏繞在鐵芯上的工作線圈進行通電和斷電兩種狀態(tài)的控制，使磁場產(chǎn)生或消失，使其銜鐵針在刀片的推動下能夠獲得“吸附”和“脫離”兩個動作。當斷電時，銜鐵針就會被與尼龍線相連的細長拉簧拉回到原位，從而實現(xiàn)了電磁選針的彈性回綜過程。目前，我單位獲得授權的實用新型專利“提花機電磁選針裝置”［3］，既可以省略復位線圈，克服剩磁大、結(jié)構(gòu)復雜的缺陷，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題。實用新型專利“提花機電磁選針裝置”［4］，還有效地解決了電子提花機存在銜鐵針容易出現(xiàn)偏位和彎曲的問題，延長了整個裝置的使用壽命，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提花質(zhì)量的問題。

2 提花機的結(jié)構(gòu)改進

2.1 改進前的運動過程簡析

改進前的偏心輪運轉(zhuǎn)機構(gòu)如圖1所示。它實際上是一個偏心輪滑塊運動機構(gòu)（偏心輪—連桿—滑塊運動副）。4個偏心輪與主軸3通過平鍵聯(lián)接，隨著主軸3一起作圓周轉(zhuǎn)動。每個偏心輪上安裝有一個軸承。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，當偏心輪通過軸承帶動其外圈作圓周轉(zhuǎn)動時，下接頭軸就會帶動刀箱、滑塊作上下往復運動。而提刀刀片是通過提刀夾板、刀箱小軸及軸承安裝在刀箱上的，因此這時也作上下往復運動。

這種運動是垂直上下的，刀箱和安裝在刀箱上的刀片在各個位置都是齊平的，并不會產(chǎn)生傾斜。

圖1 改進前的偏心輪運動機構(gòu)圖

2.2 結(jié)構(gòu)改進的原因

XHP系列偏心輪式電子提花機的幾種機型在結(jié)構(gòu)改進前都是按平開口形式設計的，其提刀刀片在上止點和下止點及其它任意位置都是齊平的，僅適用于車速在200r/min及以下時的低速織造。平開口形式的電子提花機往往工作行程較長，其一個嚴重的弊端就是難以實現(xiàn)提花織物織造過程的高速化。這是因為，當車速加快時，刀片就會“來不及”作上下往復運動。而傾斜開口形式的電子提花機恰恰能夠彌補它的這一點不足之處。因此，對類似結(jié)構(gòu)的提花機進行機械改造，已是一個迫切需要解決的重要技術問題。

2.3 結(jié)構(gòu)改進要點

2.3.1 墻板結(jié)構(gòu)的改進

圖2為改進前的墻板結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式的墻板不能適應增設傾斜開口裝置的需要，必須對其進行改進。圖3所示為改進后的墻板結(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)設計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，通過修改木模很容易得到改進后的結(jié)構(gòu)。

2.3.2 增設連桿運動副

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

圖2 改進前的墻板結(jié)構(gòu)

圖3 改進后的墻板結(jié)構(gòu)

圖4 偏心輪高點位置圖

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

圖5 偏心輪低點位置圖

結(jié)構(gòu)改進前為平開口狀態(tài)，開口高度90 mm；結(jié)構(gòu)改進后刀箱在最低點時上開口高度為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)改進前該型電子提花機4個偏心輪的偏心距為50mm，為適應改進后高速運轉(zhuǎn)的需要，將其設計成45mm。

2.4 傾斜運動機構(gòu)的調(diào)整

傾斜運動機構(gòu)可以通過調(diào)整傾斜滑槽的角度來進行微調(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)范圍不宜過大。為保證呈對稱安裝在左右兩塊墻板兩側(cè)的4個傾斜滑槽在調(diào)整時能夠同步，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缺口，以便能將兩個傾斜滑槽通過隔塊聯(lián)結(jié)成一體，如圖3所示。當角度調(diào)好后，還應將其鎖固，防止出現(xiàn)松動。

4 結(jié)語

該項目已被列入“2013年浙江省重點高新技術產(chǎn)品開發(fā)項目計劃”，于2013年10月啟動。目前改造樣機試驗效果良好，車速范圍達到200～650 r/min。由XHP-16/ 2688型電子提花機結(jié)構(gòu)改進的成功實踐經(jīng)驗，說明增設一套傾斜運動機構(gòu)可以改進提刀的運動軌跡，從而實現(xiàn)了提花機運動開口由平開梭口向傾斜開口方式的轉(zhuǎn)化。

根據(jù)已經(jīng)取得的實際效果，可以將該項技術推廣應用到偏心輪式提花機其它機型之上，以適應市場的需求，取得更大更好的社會經(jīng)濟效益。

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

［2］ 張策，陳樹昌，孟彩芳.機械原理與機械設計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2004.

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

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

［5］ FZ/T 94053-2007電子提花機［S］.北京：中國標準出版社，2007.

（編輯：啟 迪）

TS 103

B

1002－2333（2014）04－0266－02

周建軍（1975—），男，工程師，從事機械設計與制造方面的技術工作。

2014-01-08