新型的快速毛高調(diào)節(jié)和精確毛高測(cè)量機(jī)構(gòu)

司朝兵，孫楊興

（江蘇鷹游紡機(jī)有限公司，江蘇 連云港 222062）

剪毛機(jī)的支呢架上端點(diǎn)和平刀前端點(diǎn)的直線距離為剪毛高度（以下簡(jiǎn)稱毛高）。根據(jù)所剪織物類型和厚度的不同來調(diào)節(jié)毛高，如果毛高顯示不精確，就只能多次調(diào)節(jié)毛高，通過觀察所剪織物的效果來判斷毛高是否合適。這種依靠人為觀察來確定毛高的方式有很大的隨意性，會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量，導(dǎo)致產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，而且反復(fù)試剪毛需要花費(fèi)很多時(shí)間以及浪費(fèi)許多織物，因此，找到一種快速毛高調(diào)節(jié)和精確毛高測(cè)量機(jī)構(gòu)可提高效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)還可以節(jié)約生產(chǎn)成本。

1 毛高調(diào)節(jié)的方式

毛高調(diào)節(jié)理論上可以通過3種方式來實(shí)現(xiàn)：第一種是支呢架固定，通過圓刀和平刀做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來調(diào)節(jié)毛高（目前大部分剪毛機(jī)都是使用這種毛高調(diào)節(jié)方式）；第二種是圓刀和平刀固定，通過支呢架上下運(yùn)動(dòng)來調(diào)節(jié)毛高；第三種是支呢架、圓刀和平刀都可以通過運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)毛高。其中，第三種毛高調(diào)節(jié)方式機(jī)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度較大，因此不做討論。

2 圓刀和平刀做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)毛高機(jī)構(gòu)

（1）圓刀和平刀：要求有較高的硬度，良好的動(dòng)平衡性、圓度和直線度，貼合鋒利的剪口，合適的正壓力，良好的表面光潔度和潤(rùn)滑等。圓刀直徑常用φ145、φ183，刀條數(shù)常用24剪毛效率可用單位長(zhǎng)度內(nèi)受剪次數(shù)來衡量。

可見，刀片數(shù)越多，效率越高，但一定的刀片間距（20~45 mm）有利于纖維進(jìn)入剪口和除塵，并減小兩刀間的摩擦。直徑增大，剪口兩刀的相對(duì)速度增加，有利于剪切，但兩刀間的摩擦加劇。

（2）支呢架：使剪毛的織物運(yùn)行到達(dá)托刀尖端的圓角處能發(fā)生急劇的彎曲轉(zhuǎn)折，里外層張力變化使絨毛纖維直立進(jìn)入刀口，便于定長(zhǎng)剪切。要求較高的直線度、與刀口的平行度（可以調(diào)節(jié)）以及較好的耐磨性。

圓刀支架、圓刀、平刀固定在平刀架上，圓刀支架的前端與毛高調(diào)節(jié)桿接觸，支呢架固定不動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)毛高調(diào)節(jié)桿上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)圓刀和平刀圍繞平刀架上的一點(diǎn)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)毛高調(diào)節(jié)（圖1）。

圖1 圓刀和平刀做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)毛高機(jī)械結(jié)構(gòu)

2.1 圓刀和平刀做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)毛高計(jì)算

在毛高調(diào)節(jié)桿下端安裝直線位移傳感器，可以測(cè)量毛高調(diào)節(jié)桿的變化值，通過公式換算可計(jì)算出毛高。圓平刀及支呢架位置如圖2所示，X為平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)與毛高調(diào)節(jié)桿的水平距離，X1為平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)與支呢架端點(diǎn)的水平距離；Y1為圓刀架支桿伸出長(zhǎng)度，Y2為支呢架上端點(diǎn)與墻板上端面的距離，Y3為平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)與墻板上端面的距離，Y4為平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)與墻板上端面的垂直距離；d為毛高，d1為平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)與平刀前端點(diǎn)的距離，d2為平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)與支呢架上端點(diǎn)的距離，d3為平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)與a點(diǎn)的距離，d4為平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)和毛高調(diào)節(jié)桿與圓刀架支桿的接觸點(diǎn)距離；Φ為平刀前端點(diǎn)、平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)和毛高調(diào)節(jié)桿與圓刀架支桿的接觸點(diǎn)三點(diǎn)形成的夾角，Φ1為平刀前端點(diǎn)、平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)和支呢架上端點(diǎn)三點(diǎn)形成的夾角，Φ2為平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)和毛高調(diào)節(jié)桿與圓刀架支桿的接觸點(diǎn)兩點(diǎn)與水平直線形成的夾角，Φ3為平刀架旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)和支呢架上端點(diǎn)兩點(diǎn)與水平直線形成的夾角。

由圖2可知：

圖2 圓平刀及支呢架位置關(guān)系

2.2 分析與毛高（d）相關(guān)的因素

其中，X、X1、Y2、Y5、d1、d3是定值，與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試無關(guān)，Φ、φ3、d2、d4、Y1、Y4在安裝調(diào)試后才能確定，理論上在調(diào)試后推導(dǎo)出的毛高只與Y3有關(guān)，只要測(cè)出Y3的數(shù)值就可以得出準(zhǔn)確的毛高。實(shí)際上，根據(jù)不同類型的織物和每個(gè)公司的操作習(xí)慣，Y1與Y4在每次調(diào)試中數(shù)值都不一樣。

Y1、Y4在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試后才最終確定，隨著Y1和Y4變化，Φ、Φ3、d2的數(shù)值也發(fā)生了變化。

根據(jù)以上的討論可得到毛高，需要每次調(diào)節(jié)Y1、Y4后重新輸入Y1和Y4的值。這里還是在不考慮加工誤差和測(cè)量誤差的情況下得到了正確的毛高值，操作復(fù)雜，且需要專業(yè)的操作人員才能操作好，大多數(shù)情況下，操作人員在調(diào)節(jié)Y1和Y4的數(shù)值后不會(huì)再重新輸入，所以得到的毛高有誤。

2.3 毛高調(diào)節(jié)速度

假設(shè)毛高調(diào)節(jié)的速度為V，毛高調(diào)節(jié)桿的上下運(yùn)動(dòng)速度為V1，如式（11）所示：

毛高調(diào)節(jié)變化量與各相關(guān)調(diào)節(jié)距離有關(guān)，變動(dòng)任何位置都會(huì)影響毛高。

3 圓刀和平刀固定，支呢架上下運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)毛高機(jī)構(gòu)

圓刀支架、圓刀、平刀固定在平刀架上，圓刀支架的前端與支撐架接觸，支呢架可垂直上下運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)帶動(dòng)絲桿升降機(jī)驅(qū)動(dòng)支呢架上下垂直運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)毛高調(diào)節(jié)（圖3）。

圖3 圓刀和平刀固定，支呢架上下運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)毛高機(jī)構(gòu)

3.1 分析影響毛高（d）的因素

支撐架是固定在墻板上不動(dòng)的，在調(diào)試好后，平刀前端點(diǎn)與支呢架上端點(diǎn)在一條垂直的直線上。因此，支呢架的移動(dòng)距離就是毛高的變化值，無論調(diào)試后Y1、Y4與其他尺寸的數(shù)值是多少，都不影響毛高數(shù)值，也不用考慮加工的誤差。由于支呢架是在上方，絲桿和螺母的間隙被消除，絲桿的精度對(duì)毛高也沒有影響。本研究讓伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相同的圈數(shù)，連續(xù)上下運(yùn)動(dòng)20次，測(cè)得的毛高變化范圍在0.01 mm以內(nèi)，這樣的誤差對(duì)剪毛沒有影響。

3.2 毛高調(diào)節(jié)速度

假設(shè)毛高調(diào)節(jié)的速度為V，毛高調(diào)節(jié)桿的上下運(yùn)動(dòng)速度為V1，即V=V1，毛高調(diào)節(jié)桿上下移動(dòng)的變化量就是毛高調(diào)節(jié)變化量（毛高調(diào)整高低）。

4 結(jié)語

第一種毛高調(diào)節(jié)方式（旋轉(zhuǎn)式）影響因素較多，如測(cè)量不準(zhǔn)時(shí)；第二種毛高調(diào)節(jié)方式（上下移動(dòng)式）以及毛高測(cè)量既方便又準(zhǔn)確，毛高調(diào)節(jié)速度較快。