鑒于國內對劍桿織機近20多年來成熟的使用經驗,企業對織機的性能要求提高:需要生產效率高、品種適應性廣泛、織機運轉可靠、織造品質優良、性價比高的劍桿織機來提升織物的附加值,因而對中檔以上國產劍桿織機的需求會增加。以下就國產劍桿織機選型中幾個技術問題略談幾點看法,供參考。
3.1引緯系統
3.1.1主驅動件共軛凸輪和偏心的特點
對于國內外不同型號的劍桿織機,作為引緯主驅動件不外乎是采用共軛凸輪和偏心兩種,其各有特點。
(1)共軛凸輪式
劍桿織機引緯主驅動件采用共軛凸輪機構,可以達到理想的劍頭運動規律,做到緯紗交接時,劍頭的加速度為零,從而可大大提高交接緯的精確性和穩定性。純連桿機構組合是做不到這一點的,特殊的連桿機構和其它機構組合可以做到,但不如共軛凸輪機構緊湊。
①在高速織機中,為了改善動態特性,可盡量采用提高平均加速度值的方法來達到降低加速度峰值的目的;在運動關鍵位置如緯紗交接點等處要盡可能將加速度降低甚至降到零值。由于引緯運動都源于:進-停-退-外側靜止的運動曲線,運動曲線綜合的思維方式可以把這種運動描述成s-v-a-j之間的微分關系,根據這種微分關系可以找到多種運動方程來實現它。
②對國外劍桿織機消化吸收時,共軛凸輪廓線若采用實測數據加工會存在3種誤差的疊加:實測凸輪的制造誤差;測繪誤差,一般實測數據(每0.5度測一個數據);新凸輪的制造誤差。
理性的方法可根據實測數據解析出從動件的運動規律,根據運動規律再現凸輪廓線設計值。國內于20世紀80年代初已進行凸輪動態模化設計的專題研究工作;可以講在理論上,研究工作跑在了本課題的前列。
③對于劍桿織機引緯系統的前衛研究,即用獨立電機直接驅動引緯的織機來說,凸輪的運動規律對它們的設計仍然有著積極的意義,因為電機通過電腦控制輸出的運動規律正是凸輪采用的運動曲線。但獨立電機的驅動方式在近期相當一段時間內不會推廣應用,針對國內市場,它必須在能耗和性價比方面,經過商品化的嚴格測驗才能真正走向市場。
④國外提高劍桿織機入緯率和可靠性,要進行織機結構動力學優化設計適應高速運動的研究,以解決高速劍桿引緯技術。
(2)偏心輪式
劍桿織機引緯主驅動采用偏心輪機構,其s-v-a-j曲線均連續,可以滿足引緯運動:進—停—退—外側相對靜止的運動規律要求,緯紗交接時,劍頭的加速度有一峰值,但由于機構屬低付傳動,構件受力狀況較佳,機構的剛度可保證交接緯的穩定性。
①進口和國產中檔以上劍桿織機引緯采用偏心主驅動,引緯機構多采用先進的四相絞軸技術(空間四連桿機構),能夠省略一組換向機構,傳動鏈短,傳動點少,機構剛度好,易保證系統制造精度,加速度峰值較低,能夠減少緯紗斷頭率,雖然機型速度略遜于凸輪式,但以其工作性能的優勢,已獲得業內專業人員較為一致的認可,典型的機型如:SmitTextile公司的GS920型、Picanol公司的GammaxSilverF型。
②國產中檔以下織機大多采用平面四連桿或六連桿機構,傳動點多,制造精度也要求不高,且尚需一對精度要求較高的錐齒輪換向機構,一定程度上也影響了引緯系統的傳動精度,但成本較低。
③Vamatex公司采用獨特的螺旋漿方式引緯機構,但其主驅動件還是采用偏心輪,螺旋漿機構僅起到引緯系統中換向傳動作用,傳動鏈很短,結構緊湊,因此運動規律總體不會差異偏心連桿機構很大,在此不作討論。
④采用偏心連桿機構,可通過機構優化設計,使梭口外的劍桿無效空程達到最小值,但和凸輪式相比,理論上講,在劍桿運動的任意位置和空程大小上還是有一定的隨意性。
綜述:從設計的角度分析,偏心式引緯機構偏重滿足劍桿的運動學要求,共軛凸輪式引緯機構則偏重滿足劍桿的動力學要求。
3.1.2引緯劍道有無導鉤問題
(1)課題背景
引緯劍道有無導鉤的問題提出,是由于近幾年某些型號劍桿織機劍道中取消了導鉤,可有效地減少梭口內部件和經紗與之接觸和摩擦,最大程度減少經紗起毛和斷經,減少劍帶的不必要磨損,從而提高了織物質量和織機效率,這是織機研究工作者的共識。
(2)發展進程
20世紀80年代初起,國內引進了意大利幾種機型,顯現高速撓性劍桿織機劍道中設置導鉤或導劍片;日后,絕大部分高速撓性劍桿織機均在劍道中設置劍帶導鉤,從單側到雙側,從平面到懸浮;目的:提高車速,但形狀不一,設計思路各異,盡可能減少經紗摩擦、減少斷經。1990年SmitTextile公司生產的FAST型劍桿織機采用了闊型碳纖維劍帶,并取消了劍帶導鉤,最大幅寬達3.6m,并可用于真絲織物的織造,引起同行的探討關注。此后,FAST型的發展型號——G6300、GS900型均保持此特點,諸如Picanol公司最新機型——GAMMAXSilver型對劍道導鉤的設置與否也可有兩種選擇,劍道導鉤的有否也已成為廠商產品炫耀的一個亮點。
(3)形成機理
進口織機采用無導鉤的引緯機構,有如下特點:
a.劍帶較寬,采用碳纖材料,橫向抗彎強度高,剛度好。
b.劍頭略偏重。
c.劍帶輪較大,有較長的后部劍帶握持量,劍帶曲撓度小。
d.要求引緯系統傳動鏈短,剛度好,多屬低付傳動結構。
Sultex公司的G6200型、SmitTextile公司的GS900型、Picanol公司的GAMMAXSilverF型都具備上述特點,這確能體現該類織機引緯機構設計的先進水準,特別是寬幅、高速織機,更為不易,但劍帶、劍頭成本較高。國內也已有此類產品面世。相比,有些機型偏向高速,從減輕劍頭、減小劍帶寬度思路發展,這是兩種不同的設計理念,當然,該類織機是不可能采用無導鉤結構。
(4)個人看法
劍道有無導鉤的問題,并非一定是經紗起毛和斷經的決定因素,其還和導鉤形狀與安裝位置、導鉤的光潔度、打緯機構的擺動位置、經位置線的設定、車速等眾多因素有關。眾所周知的品種適用范圍廣、織物質量好、織機效率高的片梭織機的導梭片原理類同,但可適用任何織物。不過取消導鉤對減少織疵肯定有利。
3.2送經、卷取系統
稀密路橫檔(開車痕),是所有織疵中為較難以解決的一種疵點,也是影響織物質量檔次的重要指標之一,消除橫檔織疵一直是織機制造商想解決的問題,而送經裝置則是決定橫檔織疵產生的最主要機構。
3.2.1對消除橫檔的認識
(1)橫檔產生機理
橫檔的產生原因應是停車時,由于經紗的張力變化,引起經紗蠕變或松馳,使織口位置滑移而形成橫檔;操作上的人為因素和織機本身的結構等因素除外,開車第一緯織機轉速不足和經紗蠕變而引起織口位置游動是主要原因。本節主要探討如何用送經裝置解決織口位置游動問題。
(2)防橫檔功能就是織口復位功能
積極的防橫檔功能是通過自動對織口實現的,自動對織口包含了自動對梭口和織口定量自動移動兩個運動;只有具備能定量補償織口位移量,才能具備防止橫檔產生的條件。消極的防橫檔功能是通過自動尋緯與慢車機構配合等辦法來防止橫檔的產生。
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