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织机
打纬
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分析
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织机打纬机构的计算机辅助分析,织机,打纬,机构,计算机辅助,分析
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织机打纬机构的计算机辅助分析 王友江 孙辉 纺织学院化纤工程，佐 治亚理工学院 ， 亚特兰大，佐治亚州 30332，美国 摘要： 分析和设计打纬机构 对 提高织机性能是极为重要的 。 计算机辅助设计和分析工具用于研究不同种类的打纬机构， 包括四连杆和六连杆机构，并且和共轭凸轮机构进行比较。从不同的几何参数模型可以得到结果，揭示了合理的操作 计算机工具是有效的分析和设计打纬机构 的方法。可以实现 低 的 噪音和振动，还有 更高的速度。 过去十年，纺织产业已经从 劳动密集型 转变成 生产率高 的 资本密集型产业 。在制造织物时，对高性能织机有 一个恒定的要求，它 是快速，高效节能，可靠的，高度自动化的，安静的，耐用，低维修。 在过去几十年中，织机的生产效率大幅度增加，最大引纬效率从 200到超过 2000米 /分钟。这样一个在性能上的显著改善是由于技术的创新（例如， 无梭 织），使用新技术（例如，计算机和材料），及其更好的机械设计。 无论是哪种织机，它的技术状态或者是模式要被编织，基本内容包括四个步骤：脱落，采取，打纬，和行动 /燃放 2。脱落操作通过形成一个流束来提高或者降低具体的经纱。在采摘步骤，新的纬纱通过棚被插入。开始打纬时，通过筘座的安装弹簧片把新插 入的填充纱被推到位。最后，整理后的织物被卷成布束。但是更多的经纱纱线被弯曲。这四个步骤会不断的重复排列。 打纬对织造过程和产品质量非常重要。 一个正常的打纬运行会给 坚固 ，统一的织物结构。 此外，簧片的运动由筘座带动，通过打纬的完成，对脱落和采摘操作的光滑度有很打的影响。在高速织造中，采取操作的每个周期相对时间比上采摘应该尽量减少。簧片应该 停留尽可能长时间在后面 ，就可以 留下更多的时间 引纬，然后可以尽快的打新的纬纱。这对 现代宽幅织机 是非常重要的。然而，较高的力量和振动是和运动呢相关的，设计协调是实现织机平衡和平稳运 行所必须的。筘座运动的动态分析对织布机的设计和制造是十分重要的。 一般有三种基本的打纬机构：四连杆，六连杆和共轭凸轮，如图 1所示。四连杆机构是用的最广的，比如梭机，喷气和剑杆织机。因为他结构简单，制造简单。六连杆机构可以提供更长的停留时间，主要用在喷气织机。在无梭织机中共轭凸轮机构是应用最广的，是因为它精密和筘座的可调停留时间。 图 1 打纬机构类型：四连杆（ a） 六连杆（ b） 共轭凸轮（ c） 打纬机构的设计，尤其它们的质量分布和几何，对织机的性能有显著的影响。传统分析这些机构的方法是依据运动学和动力 学原理，但是往往涉及长时间的数学推导。 计算机辅助设计和分析工具 为分析复杂的结构的动态相应提供了一种简单的方式。 一个关于知识革命的软件产品 1结合了先进的运动仿真技术与先进的编辑能力 来 提供一个有用的工具和动画模拟。 一个机构可以转换成一套刚体，在计算机上约束建立模型。这个软件模拟机构议案，基于集合约束和 牛顿力学原理。 工程量定义在模拟量出来之前，在模拟过程的进一步分析之中。对象的性能可以调整通过图形用户界面以至形成新的模式和理想的结果。 在这项研究中，我们首先分析了 四连杆 机构使用工作模型软 件。 一个参数的研究探索了筘座运动的几何影响。我们还建立一个六连杆模型来确定能延长在一个织造循环中插入时期的集合配置。最后，我们用不同的打纬机构来比较筘座的运动。 打纬机构 四连杆机构 图 2显示了根据实际尺寸实现了具有工作模型的 4连杆机构的所有部件所获得的计算机模型 ;质量和连接类型。在模拟期间测量和记录的数量包括筘座（ X）的位移，筘座的速度（ V），筘座的加速度（ A）和作用在剑 F）。为了验证工作模型，我们比较了工作模型模拟和运动学分析的结果，发现没有明显的差异。 对于参数研究，我们 使用梭织机（图一 a）中的机器部件的实际尺寸 - 曲轴长度 r = 6厘米，连杆长度 s = 32厘米，长度 L = 种几何配置是与其他型号的性能比较的参考。我们总结说，织机速度是 200 察不同比例的 7 至 102厘米不等，而 保持不变。我们评估了 s / 17的 从工作模型模拟数据，我们获得了每个模型的筘速 V，加速度 A 和连杆 果如图 3所示，相对于参考模型也没有发现。因为 s / 变化到 8，所以 V， 的最大值显着降低。然而。随着 了确保通过梭口顺利地填充纱线，在灌装过程中棚棚应该保持足够大。棚子的大小由两片山药的高度和筘座的位置决定。在编织周期中，填充纱线只能在袜带靠近时插入。 ;后退位置和棚口开放是足够的。因此，对于快速织机的操作，大部分时间的袜子应该在填充插入时保持向后，然后快速移动以进行跳动。允许填充插入的筘座位置的确切范围取决于织机的关节设计。在这个分析中，我们假设填充插入在“ s”位于“后区”期间完成。在其原始（最后退）位置和其最大 位移的一半之间（图 4）。相应的期间称为插入期。从关于筘座位移的模拟数据可以看出，根据 4连杆机构的几何形状，我们可以看出，在不同的曲柄旋转角度下，筘座的最大位移量达到了其一半，如表 着增加 s / r，短裤在较短的时间内保持在最靠后的位置，留下更少的时间将填充物插入织机。 无论讨论什么机制，较低的 高的 A ,导致一个动作。特别是对于织机而言，丝杠的移动会影响打嗝的效率。然而，对于不同的织物，需要不同的打击动作 2。细微的织物不应粗略处理，而粗纱线可能需要清醒 的殴打才能有效。因此，对于诸如丝绸和细棉的轻质织物，仅需要非常温和的打浆，并且适合大的细度（例如 6）。对于中等织物如密度棉，需要平滑打浆，而且比率应该是中等的（例如 3到 6 之间）。对于诸如牛仔裤或工业材料的重型织物，需要一种冲动，干燥的打嗝，并且较小的比率更适合（例如， 3）。对于需要长时间填充的宽织机，应选择较低的 比之下，更高的 比对于窄织机来说是足够的，这对于填充插入需要很短的时间。通过组合几何 得了图 5所示的性能图。水平轴是作用在连杆 和筘座的销接头上的最大力。纵向轴线是由打浆机构的几何形状允许的插入时间。从该图可以看出，由于较长的插入周期和较小的力，左上角的性能是可取的，而右下角则是不希望的，因为插入填充的时间较短和较大的力。如前所述，对于精细织物，需要较高的 s / 而，不可避免地，高 另一个效果是短的插入期。因此，当织造宽细的织物时，必须在力和插入时间之间作出妥协。 图 2 四连杆打纬机构电脑模型 图 s / r 对袜带运动特性的影响。 图 比率先生对筘座位移曲线的影响。 图 5. 4 链路机制的性能图。 六连杆打纬机构 我们已经开发了一个基于 连杆驱动的筘座的实际机理的模型，如图 6所示。我们试图通过将一些几何参数，经过一系列试验，我们得到了修改后的模型。也显示在 图 所示。这里，标记筘座的最大位移的二分之一的时刻，并且移位的时间间隔至少为 1 - 指出两种型号的最大值的一半。很明显，在 果是型号，则短裤在后面区域比原始配置更长的时间段。通过修 改，插入周期从编织周期的 199或 55的时间段增加到 240或 67的时间段。这对于高速运行是有帮助的。 一个 6 连杆驱动的 图 6 所示。我们试图通过调整一些几何参数来增加填充插入时间，经过一系列试验，我们得到了修改后的模型。也显示在 图 所示。这里，标记筘座的最大位移的二分之一的时刻，并且移位的时间间隔至少为 1 - 指出两种型号的最大值的一半。很明显，如果是型号，则短裤在后面区域比原始配置更长的时间段。通过修改，插入周期从编织周期的 199或 55的时间段增加到 240或 67的时间段。这对于高速运行是有帮助的 图 3 六连杆机构的电脑模型：原来的配置（左），修改后的配置（右） 图 4 六连杆角位移的比较 在不用的机构中比较筘座的运动特性 为了比较筘座在不同机构中的运动，我们制定了一个共轭凸轮打纬机构的模型 3。这里，我们比较 共轭凸轮引 ，四连杆 和六连杆机构 筘座的运动特性。图 5显示了筘座在三个不同驱动机构下的角位移和加速度。 图 5 不同机构下的筘座运动比较：（ a）角位移 （ b）角加速度 在图 5中，我们看到凸轮筘座完成它的运动在 130的回升周期。驻留（保持静止）在后面的位置 230（确切时间取决具体的设计）。相对四连杆和六连杆，驱动筘座经常移动在整个挑选周期 (0 )。连杆机构驱动筘座与共轭凸轮机构比，一个类似棚大小纬线，线束要取消 /降低到更大距离。因为共轭凸轮允许填充的纱线插入附近的线束。在较高的织机速度或者较宽的引纬比率时，纬线必须穿越棚在更短的时间内。共轭凸轮筘座预留更长的时间，大于 200在一个插入循环中，使引纬更容易，也能允许提高织机速度，缩短线束升降距离，降低经纱张力。 另一方面，我们很清晰从图 5中看到，凸轮驱动的筘座加速度远远高于那些连杆驱动的。因为凸轮驱动的筘座已经完成向前和向后运动，在驱动筘座不到一半的时间内（ 130对凸轮驱动系统而 360对连杆驱动系统）。高加速度可以适用于凸轮驱动筘座，这可以更小更轻比那些连杆驱动的。用超高的刚度和超轻复合材料，筘座机构的惯性质量可以进一步减少，一提高织机的速度。 总结 高速织机有一个快速纬线插入和快速脱落和打纬动作。一个关于织机系统的复杂工程设计是需要快速 计算机辅助设计工具提供了
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