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積極式卷取機(jī)構(gòu)及其工作原理

來源: 發(fā)布時間:2011年05月09日

(一)積極式連續(xù)卷取機(jī)構(gòu)
新型織機(jī)通常采用積極式連續(xù)卷取機(jī)構(gòu),在織造過程中,織物的卷取工作連續(xù)進(jìn)行。部分積極式連續(xù)卷取機(jī)構(gòu)以改變齒輪齒數(shù)來調(diào)節(jié)加工織物的緯密,存在緯密控制不夠精確的弊病。隨著織機(jī)技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)生了以無級變速器來調(diào)節(jié)加工織物緯密的機(jī)構(gòu),使緯密的控制精確程度得以提高。電子式卷取機(jī)構(gòu)的出現(xiàn),不僅簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu),實現(xiàn)緯密精確控制,而且在織造過程中可以隨時改變卷取量,調(diào)整織物的緯密。
1.改變齒輪齒數(shù)來調(diào)節(jié)加工織物緯密的機(jī)構(gòu)
以改變齒輪齒數(shù)來調(diào)節(jié)加工織物緯密的積極式連續(xù)卷取機(jī)構(gòu)的示意圖如圖10-1所示。

圖10-1? 改變齒輪齒數(shù)調(diào)節(jié)緯密的卷取機(jī)構(gòu)
1-輔助軸? 2-減速齒輪箱? 3-橡膠糙面卷取棍? 4-手柄? Z1 、Z2……Z6-齒輪
輔助軸1與織機(jī)主軸同步回轉(zhuǎn),輔助軸通過輪系Z1、Z2、Z3…Z6和減速齒輪箱2、齒輪Z7、Z8傳動橡膠糙面卷取輥3,對包覆在輥上的織物進(jìn)行卷取。根據(jù)機(jī)械原理可知,織機(jī)主軸回轉(zhuǎn)一周,織入一根緯紗,所對應(yīng)的織物卷取長度
????????????????????????? (10-1)
式中:L——織機(jī)主軸回轉(zhuǎn)一周(織入一根緯紗)所對應(yīng)的織物卷取長度(mm);
i——減速齒輪箱的傳動比;
Z1、Z2、Z3、Z6、Z7、Z8——齒輪Z1、Z2、Z3、Z6、Z7、Z8的齒數(shù);
D——橡膠糙面卷取輥直徑(mm)。
緯密是指單位長度(10cm)內(nèi)所織入的緯紗根數(shù),于是,織物在織機(jī)上的緯密為
???????????????????????????? (10-2)
式中:PW’——織物機(jī)上緯密(根/10cm)。
織物在織機(jī)上時,處于經(jīng)向的張緊狀態(tài),待其下機(jī)之后,經(jīng)向張力消失,織物產(chǎn)生經(jīng)向收縮。
?????????????????????? (10-3)
因此,下機(jī)后的織物緯

密有所增加??椢餀C(jī)上緯密(PW′)和機(jī)下緯密(PW)的關(guān)系可用織物下機(jī)縮率(a %)來表示??椢锵聶C(jī)縮率隨織物原料種類、織物組織和密度、紗線特數(shù)、經(jīng)紗上機(jī)張力以及車間溫濕度等因素而異,一般的棉織品下機(jī)縮率為2%~3%,高密、高張力織造時大于3%。
根據(jù)不同織物的下機(jī)縮率,可以求得織物緯密(即機(jī)下緯密):
?????????????????????????????? (10-4)
在圖10-1所示的機(jī)構(gòu)中,Z7、Z8、i、D是固定常數(shù),于是公式(10-1)可寫為:
?????????????? (10-5)
更換Z1、Z2、Z3、Z6四個齒輪(又稱變換齒輪),改變它們的齒數(shù),可使織物緯密在一個很大的范圍內(nèi)變化。由于齒輪齒數(shù)是有級變化的,因此,根據(jù)所選擇的齒輪齒數(shù)得到的織物緯密與織物設(shè)計要求的緯密會有所差異,但這種差異應(yīng)小于緯密誤差所允許的范圍。
以改變齒輪齒數(shù)來調(diào)節(jié)加工織物緯密的積極式連續(xù)卷取機(jī)構(gòu)存在緯密精確程度不高、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、變換齒輪儲備量較大等缺點。
2.以無級變速器來調(diào)節(jié)加工織物緯密的機(jī)構(gòu)
以無級變速器來調(diào)節(jié)加工織物緯密的積極式連續(xù)卷取機(jī)構(gòu)如圖10-2所示??棛C(jī)主軸通過齒形帶傳動軸1,經(jīng)鏈輪Z1、Z2(或Z1’、Z2’)傳動PIV無級變速器3的輸入軸2。無級變速器的輸出軸4再經(jīng)過齒輪Z3、Z4、Z5、Z6以及蝸桿Z7、蝸輪Z8使卷取輥5轉(zhuǎn)動而卷取織物。卷取輥軸對卷布輥軸7的傳動則是通過一對鏈輪Z9、Z10和摩擦離合器6實現(xiàn)的。

圖10-2? PIV無級變速器調(diào)節(jié)緯密的卷取機(jī)構(gòu)
1-主軸? 2-輸入軸? 3-PIV無級變速器? 4-輸出軸? 5-卷取棍? 6-摩擦離合器? 7-卷布棍軸
在這一套卷取裝置中,對緯密的調(diào)節(jié)首先由一對鏈輪分成高、低兩檔,高緯密時用鏈輪Z1、Z2傳動,低緯密時用Z1’、Z2’傳動。低緯密的范
圍為25—150根/10,高緯密的范圍為130~780根/10,高低檔的切換通過操作手柄實現(xiàn)。緯密的細(xì)調(diào)是由PIV無級變速器完成的,其可調(diào)速比為6,上機(jī)時只要將PIV無級變速器的指針指在相應(yīng)的讀數(shù)上即可。
以無級變速器調(diào)節(jié)緯密,不僅使緯密的控制精確程度得以提高,而且不需儲備大量的變換齒輪,翻改品種改變緯密也很方便,但翻改品種后要對織物緯密進(jìn)行驗證。
3.電子式卷取機(jī)構(gòu)
電子式卷取裝置一般應(yīng)用在新型無梭織機(jī)上。圖10-3為噴氣織機(jī)上的電子卷取裝置的原理框圖??刂凭砣〉挠嬎銠C(jī)與織機(jī)主控制計算機(jī)雙向通訊,獲得織機(jī)狀態(tài)信息,其中包括主軸信號。它根據(jù)織物的緯密(織機(jī)主軸每轉(zhuǎn)的織物卷取量)輸出一定的電壓,經(jīng)伺服電動機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動交流伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)動,再通過變速機(jī)構(gòu)傳動卷取輥,按預(yù)定緯密卷取織物。測速發(fā)電機(jī)實現(xiàn)伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)速的負(fù)反饋控制,其輸出電壓代表伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,根據(jù)同計算機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速給定值的偏差,調(diào)節(jié)伺服電動機(jī)的實際轉(zhuǎn)速。卷取輥軸上的旋轉(zhuǎn)軸編碼器用來實現(xiàn)卷取量的反饋控制。旋轉(zhuǎn)軸編碼器的輸出信號經(jīng)卷取量換算后可得到實際的卷取長度,與由織物緯密換算出的卷取量設(shè)定值進(jìn)行比較,根據(jù)其偏差,控制伺服電動機(jī)的啟動和停止。由于采用了雙閉環(huán)控制系統(tǒng),該卷取機(jī)構(gòu)可實現(xiàn)卷取量精密的無級調(diào)節(jié),適應(yīng)各種緯密變化的要求。
電子卷取裝置可以通過織機(jī)鍵盤和顯示屏十分方便地進(jìn)行緯密設(shè)置。在屏幕提示下,同時輸入緯密值及相應(yīng)的緯紗根數(shù),在其一個循環(huán)中可設(shè)置100種不同的緯密。電子式卷取機(jī)構(gòu)的優(yōu)點在于:
(1)不需要變換齒輪,省略了大量變換齒輪的儲備和管理,同時翻改品種改變緯密變得十分方便;
(2)緯密的變化是無級的,能準(zhǔn)確地滿足織物的緯密設(shè)計要求;
(3)織造過程中不僅能實現(xiàn)定量卷取和停卷,還可根據(jù)要求隨時改變卷取量,調(diào)整織物的緯密,形成織物的各種外觀特色。如在織紋、產(chǎn)品顏色、織物手感及緊度
等方面產(chǎn)生獨特的效果。

圖10-3? 電子卷取的原理框圖
(二)積極式間歇卷取機(jī)構(gòu)
1.典型的積極式間歇卷取機(jī)構(gòu)
典型的積極式間歇卷取機(jī)構(gòu)如圖10-4所示。織機(jī)主軸回轉(zhuǎn)一周,織入一根緯紗,卷取桿1往復(fù)擺動一次,通過卷取鉤2帶動棘輪Z1轉(zhuǎn)過一定齒數(shù)(1齒),然后再經(jīng)輪系Z2、Z3、Z4……Z7,驅(qū)使卷取輥3轉(zhuǎn)動,卷取一定長度的織物。
這段織物長度可用下式進(jìn)行計算:
??????????????????????????? (10-6)
式中:L——織機(jī)主軸回轉(zhuǎn)一周(織入一緯)所對應(yīng)的織物卷取長度(mm);
Z1、Z2、Z3……Z7——齒輪Z1、Z2、Z3……Z7的齒數(shù);
D——卷取輥直徑(mm)。


圖10-4? 典型的積極式間歇卷取機(jī)構(gòu)
1-卷取桿? 2-卷取鉤? 3-卷取棍? 4-保持棘爪? Z1-棘輪? Z2、Z3……Z7-齒輪
在上述機(jī)構(gòu)中,齒輪齒數(shù)Z1、Z4、Z5、Z6、Z7和直徑D均為固定常數(shù),于是可以得到:
??????????? (10-7)
改變變換齒輪Z2、Z3的齒數(shù),可以實現(xiàn)織物的緯密調(diào)節(jié)。
間歇卷取機(jī)構(gòu)的卷取運動是斷續(xù)進(jìn)行的,在圖10-4所示的機(jī)構(gòu)中,卷取作用發(fā)生在筘座由后方向前方的運動過程中。與連續(xù)卷取機(jī)構(gòu)相比,間歇卷取機(jī)構(gòu)的斷續(xù)運動帶來了諸多弊?。?br> (1)機(jī)構(gòu)的運動帶有沖擊性,容易引起機(jī)件磨損、動作失誤、產(chǎn)生織物的緯向稀密路疵點。在織機(jī)高速時,這種缺點尤為顯著。
(2)布面游動較大,容易造成斷邊紗。這是由于卷取鉤2拉動棘輪到達(dá)終點之前,保持棘爪4早已落下,造成保持棘爪與棘輪齒根間有一間隙。當(dāng)卷取鉤作反向運動時,棘輪因織物張力而倒轉(zhuǎn)一個角度,于是卷取輥3的卷取運動有圖10-5所示的正反游動特征。


圖10-5? 通過測定卷取輥正反向轉(zhuǎn)動角度來表示的織物游動圖
2.蝸輪蝸

桿積極式間歇卷取機(jī)構(gòu)
蝸輪蝸桿積極式間歇卷取機(jī)構(gòu)是一種織造過程中卷取量可變的機(jī)械式卷取機(jī)構(gòu),它的結(jié)構(gòu)如圖10-6所示。


圖10-6? 蝸輪蝸桿間歇式卷取機(jī)構(gòu)
1-推桿? 2-棘爪? 3-變換棘輪? 4-單線蝸桿? 5-蝸輪? 6-卷取棍? 7-手輪? 8-制動輪? 9-傳動軸
卷取機(jī)構(gòu)的動力來自筘座運動,當(dāng)筘座由后方向前方運動時,連桿傳動推桿1,經(jīng)棘爪2推動變換棘輪3轉(zhuǎn)過m個齒,再通過單線蝸桿4、蝸輪5帶動卷取輥6回轉(zhuǎn),卷取一定長度的織物。安裝在傳動軸9一端的制動輪8起到握持傳動軸作用,防止傳動過程中由慣性而引起的傳動軸過沖現(xiàn)象,保證卷取量準(zhǔn)確、恒定。
根據(jù)機(jī)構(gòu)的傳動關(guān)系可知,織機(jī)主軸回轉(zhuǎn)一周(織入一緯)所對應(yīng)的織物卷取長度
?????????????????????????? (10-8)
式中:L——每織入一緯所對應(yīng)的織物卷取長度(mm);
m——每織入一緯,變換棘輪轉(zhuǎn)過齒數(shù);
Z3、Z4、Z5——變換棘輪3、蝸桿4、蝸輪5的齒數(shù);
D——卷取輥直徑(mm)。
進(jìn)而,根據(jù)緯密定義可得織物機(jī)上緯密PW′和織物機(jī)下緯密PW(織物緯密):
???????????????? (10-9)
在緞條手帕等織物生產(chǎn)時,為產(chǎn)生一段緯密較大的織物,要求卷取機(jī)構(gòu)有時停止卷取。在織機(jī)上,通過杠桿、吊鏈等有關(guān)的機(jī)構(gòu),使棘爪2抬起,可以實現(xiàn)停卷的目的。因此,這是一種由機(jī)械控制完成時而等量卷取、時而停卷的卷取量可變的卷取機(jī)構(gòu)。
在這種卷取機(jī)構(gòu)中,由于機(jī)構(gòu)間歇運動,棘輪棘爪的沖擊依然存在。蝸輪與蝸桿的自鎖可防止變換棘輪倒轉(zhuǎn),但蝸輪與蝸桿的嚙合齒隙仍不可避免地引起變換棘輪少量的倒轉(zhuǎn),造成布面游動。


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