劍桿織機共軛凸輪打緯機構(gòu)介紹

孫慶軍

（山東日發(fā)紡織機械有限公司，山東聊城　252000）

1　劍桿織機共軛凸輪打緯機構(gòu)

1.1　組成和運動原理

圖1　共軛凸輪打緯機構(gòu)示意圖

共軛凸輪打緯機構(gòu)包括共軛凸輪軸組件和打緯搖擺軸組件，打緯搖擺軸組件上的鋼筘8、導(dǎo)軌梁9、鋁支臂10、搖擺軸6為剛性連接，如圖1所示。共軛凸輪軸與主傳動軸相連，凸輪軸上的共軛凸輪型面決定了打緯搖擺軸組件上鋼筘的運行規(guī)律，當主傳動軸1回轉(zhuǎn)時，主凸輪2推動滾輪4，使得導(dǎo)軌梁9以搖擺軸6為中心逆時針擺動，帶動鋼筘8進行打緯動作。打緯完畢后，副凸輪3推動滾輪11，使導(dǎo)軌梁9以搖擺軸6為中心順時針擺動。當安裝在導(dǎo)軌梁上的走劍板與機架兩側(cè)固定導(dǎo)軌的劍帶通道處于平齊時，導(dǎo)軌梁便靜止不動，劍頭從兩側(cè)進出導(dǎo)軌梁上的走劍板，完成引緯動作。

1.2　機構(gòu)特點

共軛凸輪打緯機構(gòu)屬于高精密機械傳動機構(gòu)，主軸轉(zhuǎn)動一周范圍內(nèi)的受力不均勻，速度高時，振動大。

共軛凸輪積極驅(qū)動搖擺軸打緯，筘座腳可以設(shè)計較短，可采用分離式結(jié)構(gòu)，利用慣性打緯，以減少運動的沖擊和能量消耗。

打緯力的大小，以及打緯時間的長短，通過設(shè)計共軛凸輪的型面來實現(xiàn)，從而適應(yīng)不同的織造工藝。

劍頭進出織口完成引緯動作時，搖擺軸組件在后死心是靜止不動的，利于織機轉(zhuǎn)速的提高。

可以實現(xiàn)較寬幅織機引緯動作的完成，打緯搖擺軸組件在后死心的靜止時間可以設(shè)計成較長的時間，一般靜止角為220°～255°之間，幅寬大時大一點，織機轉(zhuǎn)速高時小一點。

2　共軛凸輪打緯擺桿運動規(guī)律分析

2.1　打緯動程的設(shè)計

打緯動程是鋼筘處于織機的前死心時，與鋼筘擋板（托布板）頂部水平相切的平面與鋼筘的交線上的某一點，在整個打緯周期內(nèi)前后水平方向上的位移。 在保證安全引緯的情況下，打緯動程應(yīng)盡可能的小，從而減輕鋼筘對經(jīng)紗的磨損和織機的振動。主凸輪2[1]的升程設(shè)計以及鋁支臂10（見圖1）的高度設(shè)計對此影響較大。

2.2　打緯力的設(shè)計

打緯慣性力Q = J × A

J：轉(zhuǎn)動慣量

A：筘座（擺桿）的角加速度

在保證充分打緯力的條件下，應(yīng)盡量減輕搖擺軸組件的重量，以減少織機振動和能量消耗；

打緯凸輪的升程和回程時的轉(zhuǎn)角一定時，打緯凸輪升程（回程）越大，搖擺軸運動的角加速度越大，越不利于高速；

打緯凸輪升程（回程）一定時，打緯升程和回程時的凸輪轉(zhuǎn)角越大，角加速度越小，振動小，有利于高速。

劍桿織機一般采用重度打緯的方式，鋼筘在后死心（靜止）開始向前擺動時，搖擺軸的角加速度由零逐漸變大，織機零度時打緯，此時角加速度值最大；鋼筘從織機零度（前死心）往后擺動直到后死心（靜止）時，角加速度應(yīng)逐漸變小為零。

2.3　打緯共軛凸輪型面的要求

凸輪型面的設(shè)計要具有良好的保凸和光順特性，擺動桿運動的速度、加速度應(yīng)連續(xù)。在整個回轉(zhuǎn)周期內(nèi)，滾輪與主副凸輪接觸良好，共軛精度一般為0.02。

3　打緯共軛凸輪型面曲線設(shè)計

劍桿織機的開發(fā)，大都采用技術(shù)引進或者測繪設(shè)計的方式進行。在開發(fā)過程中，通過優(yōu)化凸輪擺桿的運動規(guī)律，可以獲得合適的打緯力以及織機振動的降低。

根據(jù)測繪的原始凸輪數(shù)據(jù)，對擺桿的運動規(guī)律進行分析，一般采用最小二乘擬合方法對凸輪數(shù)據(jù)進行擺桿運動曲線的擬合，得到所需要的理想型面[2]。

劍桿織機一般采用重度打緯運動規(guī)律的形式，其特點是打緯時慣性力大，后退時的慣性力相對小；在保證足夠的打緯力的同時，機械的振動、噪音得到降低；常用于厚重或中厚織物。擺桿運動規(guī)律見圖2。

圖2　擺桿運動規(guī)律

4　結(jié)論

我們通過優(yōu)化設(shè)計凸輪的型面，使擺桿運動規(guī)律精度提高，共軛精度達到了0.02，凸輪的型面光順。 經(jīng)過實際驗證，織機在相同轉(zhuǎn)速的情況下，織機的振動、噪音顯著降低。

[1]張春林, 白士紅. 打緯共軛凸輪機構(gòu)的設(shè)計[J]. 北京理工大學學報, 2000, 20(1):33-36.

[2]羅軍, 何勇, 陳明,等. 劍桿織機凸輪引緯機構(gòu)運動分析與優(yōu)化[J]. 紡織機械, 2009(2):13-16.