（纺织工程专业论文）新型边撑装置的结构设计与应用分析.pdf

摘要 由于受织机本身某些部件结构的限制，现有织机生产的产品在质量和档次 上与先进水平相比还存在一定的差距，其中在生产细号、高密织物时，由于边撑 不良造成边经断头，产生的边撑疵等缺陷，这一方面影响织机的效率，同时也严 重影响和制约产品质量的提高。随着用户对细支、高密织物产品需求量的增加， 要求织机上有一整套性能良好的撑幅器边撑，来保证织机高效率地运行同时 提高产品的档次和质量。 本课题对传统边撑部件的结构、工作原理、在织造过程中所起的作用、造 成的质量缺陷、易损部位等进行了全面的分析，通过进行结构分析、运动分析、 受力分析，并且参照引进的日产喷气织机边撑结构，参照其工作原理，设计出开 发一种新型结构的撑幅器全幅边撑。经过绘制零件图、制定加工工艺、进行 加工制作、组装成部件，将部件安装在小样机上，对不同的品种、规格的织物进 行实验、取得相关实验数据、把取得的实验数据与使用传统边撑的数据资料进行 了对比分析。 本课题开发的新型边撑与以往边撑的不同之处在于它是全幅的，能在织物 的全幅上进行均匀撑幅，即使织物的幅宽较宽其撑幅效果也相当好，从而在提高 织机效率和提高产品质量上具有突出优点；此外，这种边撑结构简单，寿命长， 易安装维护，对织物品种的适应性强，即适用于传统的有梭织机改造，也适于新 型无梭机上使用。新型边撑在减少织物织疵方面优于传统边撑，尤其是能满足有 特殊要求的用户。新型边撑一旦成熟进行成批生产，将会十分有效地提高产品质 量，广大用户会从中受益。 新型边撑目前还存在一些不足，例如其结构参数还有待于优化；在试制阶 段成本相对较高。由于受到资金和试验条件的限制，本课题无法对多种规格参数 的边撑进行加工制作和试织实验，这些方面都有待今后进一步完善。 关键词：织机；边撑；织物；织疵 a b s t r a c t b e c a u s eo ft h er e s t r i c t i o no fs o m ec o m p o n e n t ss t r u c t u r ei nl o o m ，t h e r e i sac e r t a i nd i s t a n c ef o rt h eq u a l i t ya n dl e v e lo f p r o d u c t sf r o mt h el o o mi n e x i s t e n c et oc a t c hu pw i t ht h ea d v a n c e dl e v e l w h e nt h eh i g hc o u n tc l o t h o rh i g h d e n s i t yf a b r i ca r ep r o d u c e d ，b e c a u s eo ft h ed e f e c t so ft e m p l e s ， s o m ed i s f i g u r e m e n t ss u c ha sf r a c t u r eo ft h ew a r pi nt h eb o r d e ro fc l o t h w i l lo c c u ri nt h ep r o c e s sa n dt h i sw i l li n f l u e n c et h ee f f i c i e n c yo ft h el o o m ， f u r t h e rm o r ew i l li n f l u e n c eo rr e s t r i c tt oa d v a n c et h ep r o d u c tq u a l i t y w i t h t h ei n c r e a s i n gd e m a n df o rt h eh i g hc o u n to rh i g h - d e n s i t yf a b r i co ft h e c o n s u m e r , i t sn e c e s s a r yt ou s eac o m p l e t es e to fh i 【g hc a p a b i l i t yd e v i c e s e l v a g et e m p l et om a k ei tp o s s i b l ef o rt h eh i g he f f i c i e n c yo fl o o ma n dt h e a d v a n c i n go f t h el e v e la n dt h eq u a l i t yo fi t sp r o d u c t s t h i sp a p e ra n a l y z et h ec o n f i g u r a t i o n ，w o r k i n gt h e o r y , t h ef u n c t i o ni n w e a v i n gp r o c e s s ，t h eq u a l i t yd e f e c t s ，t h ep a n st h a ti se a s i l yt ob e d e s t r o y e d o ft r a d i t i o n a lt e m p l ec o m p l e t e l y , t h r o u g ha n a l y s i so ft h e c o n f i g u r a t i o n ，m o v e m e n t a n d f o r c e ，a n da c c o r d i n g t ot h e t e m p l e c o n f i g u r a t i o no ft h ea i r - j e tl o o mi m p o r t e df r o mj a p a n ，a n di t sw o r k i n g t h e o r y , d e s i g nas o r to fc o m p l e t e l yn e wt e m p l e w h o l eb r e a d t ht e m p l e a f t e r p r o t r a c t i n g t h e a c c e s s o r ym a pa n dc o n s t i t u t i n g t h e p r o c e s s t e c h n o l o g y , t h et e m p l eh a sb e e np r o c e s s e d ，i n s t a l l e di n t oc o m p o n e n t ，a n d t h ec o m p o n e n t sf i x e di n t ot h es a m p l el o o m ，t h e ne x p e r i m e n t sw i t h d i f f e r e n tk i n d sa n ds p e c i f i c a t i o n so ff a b r i ch a sb e e nm a d et of i g u r eo u t t h ec o r r e l a t i v ee x p e r i m e n td a t a ，a tl a s ta n a l y s i sa n dc o m p a r i s o nb e t w e e n t h ed a t ag a i n e df r o me x p e r i m e n t sa n dt h ed a t ao fu s i n gt r a d i t i o n a lt e m p l e h a sb e e nm a d e t b ec h a r a c t e ro ft h i sn e wt y p eo ft e m p l ew h i c hi sm a d ea c c o r d i n gt o t h i sp a p e ri sa sf o l l o w ：t h et e m p l ec a nw o r kt ot h ew h o l eb r e a d t ho fc l o t h ， e v e nt h o u g ht h eb r e a d t hi sal i t t l el a r g e ，i tc a nw o r kw e l l ，s ot h i sk i n do f t e m p l ec a ne n h a n c et h ee f f i c i e n c yo fw o v e nm a c h i n ea n da d v a n c et h e p r o d u c tq u a l i t y f u r t h e r m o r et h i st e m p l e ，o fw h i c ht h es t r u c t u r ei ss i m p l e ， l i f ei s l o n g ，w h i c hi se a s i l yt ob ei n s t a l l ，w h i c hi sf i tf o rm a n yk i n d so f f a b r i c ，c a nb eu s e de i t h e ri nt h er e c o n s t r u c t i o nf o rt h et r a d i t i o n a ls h u t t l e m a c h i n eo ri nt h en e ws h u t t l e l e s sl o o m n o to n l yt h i st e m p l ec a nr e d u c e m o r ed e f e c t so ff a b r i c st h a nt r a d i t i o n a lo n e ，b u ta l s oi tc a nm e e tt h en e e d t h es p e c i a ld e m a n do fs o m eu s e r s a ss o o na st h i sn e wt y p eo ft e m p l e g r o w su pa n dp r o d u c e di nb a t c h e s i tw i l le n h a n c et h ep r o d u c tq u a l i t y e f f e c t i v e l y , a n du s e r sw i l lb e n e f i tf r o mi t t h e r ea r es o m ed e f i c i e n c i e si nt h et e m p l e 1 i k es t r u c t u r a lp a r a m e t e ro f i tn e e d e db e i n go p t i m i z e d ，a n dt h ec o s ti sr e l a t i v e l yh i g hi nt h e t r i a l m a n u f a c t u r i n gm o m e n t b e c a u s eo fr e s t r i c t i o n o fc a p i t a la n dt h e e x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n ，p r o c e s s o r e x p e r i m e n t st o e a c h s p e c i f i c a t i o n p a r a m e t e rc a n tb em a d e ，a l lo ft h e s ea s p e c t sn e e dc o n s u m m a t i n gi n f i l t u r e k e y w o r d s ：l o o m ；t e m p l e ； f a b r i c ；d e f e c t 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得云洼王些盍堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：多彦秀 签字日期：肼膳月矽日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解云洼至些太堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丞洼王些盔堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 学位论文作者签名：多椤导师签名：欺 签字r 期：渺年口月矽日 签字日期：j r 年w 另日 学位论文的主要创新点 一、本论文对目前常见边撑在使用中存在的问题进行了分析和比较，对复合式边 撑的易损件引用相关公式和数据进行了理论分析。通过对新型结构边撑进行受力 分析，找出新型边撑优于常见边撑的理论依据。 二、新型边撑与现在普遍使用的边撑在结构上完全不同，其作用原理也不相同， 具有在织物全幅宽度上撑幅的特点。 三、论文中设计出的边撑投入生产，会给企业带来一定的经济效益 引言 据有关资料统计，国内织机总数约有1 1 0 万台，较先进的织机由于在功能和结 构上处于先进水平，因此能够充分发挥出它的效能，可有些织机由于某些部件存在问 题，在实际生产中不能开发出满足用户要求的产品，其中的边撑就是有待改进的部件 之一。 要想最大限度地发挥织机的效能，设计出性能良好的撑幅器_ j 友撑，成为解 决问题的关键因素之，只有把这一关键的技术问题解决好，才能充分发挥现有织机 的效能。在目前使用的刺环式边撑中，由于其结构中的钢针长而尖，工作时钢针会刺 入布内，在布的横向力的作用下极易造成大量的边撑痕与边撑疵；再有，钢针使用一 段时间就会有不同程度的磨损，只要有一根钢针损坏就要对刺环进行修复。钢针的周 期性磨损和按品种不同需要及时更换，无形之中增加了操作人员的工作量，也是一种 人力资源的浪费。 在北京国际纺织设备展览会上，有一种国外的织机，这种织机织出布的幅面边 缘没有形成针孔，因而织物也没有形成边撑疵。这说明它所采用的边撑与传统的边撑 有所不同，同时可以肯定其所用的边撑比目前使用的边撑要好，如果制作出这种边撑 加以推广，将会有效提高产品质量。 要想设计出具有这种功能的边撑必须了解其工作原理。通过对日产的喷气织机 上的边撑进行分析，设想出了初步的模型：边撑的传动原理可能和喷气织机的螺旋杆 传动原理相同，是通过一根两部分方向相反的螺旋杆的旋转向两布边延展布幅，使织 缩率较小。2 0 0 3 年进行尝试加工，结果不是很理想，后来想查找这方面的资料进一 步了解相关内容以对前期工作有所推进，结果这方面的资料极少。之后，便放弃了， 本次选择这一课题的原因：是通过学习，了解了一些纺织方面的相关知识，在老师的 指导下使本人有信心继续对这一课题进行攻关。 第一章边撑的种类、作_ 1 1 j 与要求 第一章边撑的种类、作用与要求 1 1 常见边撑的种类 根据织物的收缩特点和织物的厚薄程度，边撑应选用不同型式，常见的有以下 几种：刺辊式、刺环式、刺盘式，其中以刺辊式应用最多。 1 1 1 刺辊式边撑 刺辊式边撑应用在棉织物上。刺轴上刺针的方向倾斜1 5 0 ，针刺高度有三种： 低刺0 4 m m ，中刺0 6 m m ，高刺0 8 m m ，一般细支高密织物用低刺，中支中密织物用 中刺，粗支织物用高刺为宜。刺辊式边撑由盒底或刺辊和盒盖构成，在盒底上有供绒 屑下落缝隙。刺辊上装有针刺，排列成螺旋状，左侧刺辊上的刺针向左倾斜，右侧刺 辊上的刺针向右倾斜。当织物在边撑盒内前进时，刺辊的刺针伸入布身，带动刺辊回 转，使织口保持紧张状态，达到伸幅的目的。 1 1 2 刺环式边撑 内装若干个铜刺环，1 5 1 5 型织机用1 0 环以上，铜环上的钢针分两行或交叉分 布，铜刺环向外侧倾斜回转，起到伸幅作用，这种结构的边撑伸幅力大于刺辊式，适 于织纬向收缩大或较紧密厚重的织物。刺环式边撑由托架、刺环柱和边撵盖等组成。 1 1 3 刺盘式边撑 装有刺盘，握持织物布边而不损伤织物本身，伸幅作用最小，适用于轻薄织物。 1 2 边撑的作用 l 、撑开布幅抵抗织物的纬向收缩： 2 、保护边经纱； 3 、保护钢筘：如果不装边撑，则倾斜过度的边纱很快被筘齿磨断。由于断边频繁致 使生产不能正常进行，而且两边的筘齿也很快被边纱磨成沟纹。 1 3 对边撑的要求 第一章边撑的种类、作川与要求 1 3 1 对边撑的一般要求 无论哪种结构的边撑，要求其在工作过程中，有足够的撑幅力，对所撑的织物 在幅宽上撑力均匀一致；而且对织物品种具有适应范围大的特点；同时要适用于多种 不同型号的织机；此外，要求边撑的寿命长，成本低，易于安装维护等。 ( 1 ) 对刺环式边撑的安装要求： 在胸梁上装有两只边撑托脚，每只边撑托脚上各装一只滑块，边撑杆就搁在滑块 中。在边撑杆的后面，两个滑座上装有边撑弹簧抵在胸梁上。边撑弹簧的弹力过小， 易造成轧梭推不出筘，经纱断头多。边撑盒的后边缘要于筘平行。当筘座在前死心位 置时，边撑盒不应过分靠前，这样容易碰伤钢筘，使纬纱、边纱断头增加。同时，边 撑盒也不能过分靠后，这样会造成织口严重收缩，易断边纱，造成布边不良。边撑盒 距筘面的距离为0 8 m m 。边撑盒与走梭板的距离过高，容易造成飞梭、轧梭、出边跳 次布。如边撑位置过低，那么下层经纱要碰走梭板，这样会磨损走梭板，引起经纱断 头，开口不清，造成三跳次布。边撑锺距筘座皮子为1 6 m m 。边撑盒安装位置过外， 伸幅力不足，易断边纱，造成边纱织疵。过里时，则会产生卷边和豁边次布。边撑盖 与刺辊的距离要适当。织薄织物距离小，粗厚织物距离大，若距离太大，边撑握持力 小，易断边纱，出现窄幅次布。若距离过小，织物退出困难，易造成边撑疵。 ( 2 ) 普通边撑的边剪装置 在换梭侧的边撑上，安装着布边毛纱剪断装置，俗称边剪。边剪的作用是把换 梭后留在布边外的纱头剪断，避免织物造成双纬、边拖纱等织疵，在边撑盖上装有剪 锤，当筘前进时，筘座上的垫皮便于剪锺下部相碰。剪锺就以轴为中心作回转，使剪 锤的尖端敲击边撑盒边部处。将纱击断。剪锺与筘座距离太远剪不断纱尾，出毛边次 布。若过小，换梭侧边撑匣易损坏。 1 3 2 织细号高密织物时对边撑的要求 在织一般的织物时，使用传统的边撑通过多方面的注意可以减少边撑问题带来 的疵布，但在织细号、高密或中号、中密织物时，使用常见边撑时其缺陷较大，主要 表现为：织口移动大；断边纱；产生边撑疵、边撑针眼：边筘磨损等，经过分析认为 产生上述缺陷属于边撑方面的原因如下：( 当然织口移动大与送经、卷取、打纬机构 的配合也有很大关系这里不予论述) 现有织机用边撑多为刺辊式或铜刺环式。当织制 细号、高密织物时，由于经纱的总根数增多、打纬阻力增大和上机张力较大，在选用 刺辊式边撑时伸幅效果及织口控制均不理想。现在大多数厂家都选用铜刺环式边撑。 目前织机用铜刺环边撑的环数大多为l o 环，同一边撑刺环的针刺高度一致。根据品 第一章边撑的种类、作h j 与要求 种不同常用的针刺高度为0 4 ，0 6 ，0 8 ，1 0m m 。由于刺环数少，边撑品种规格少，制织 中号、中密织物时还可以，对于高密织物就不太适应。再有，由于边撑刺环的针刺高 度相同，最里侧刺环上的针刺与打紧的纬纱作用力矩最大，对纬纱的作用力也最大， 容易在里侧第一环处产生边撑针眼，若使用时间稍长，因钢针弯曲现象增多极易产生 针眼及边撑疵。 此外，在织造宽幅织物时，由于边撑的有效支撑点只作用在布面的两侧某一局 限宽度内，而尤其是1 6 0c m 及以上的宽幅、高密织物时就不适应，这是由于般细 号、高密或中号、高密织物上机张力及打纬阻力大，边撑刺环数少时边撑的握持力不 够，容易产生织口移动和边撑疵、边筘磨损及断边纱等。 1 4 与边撑有关的织疵分析 布面上产生边不良、边撑疵、断边、毛边、纬缩、轻浆、棉球、跳花、跳纱、 星形跳花、断疵、断经、沉纱、筘路、穿错、经缩、脱纬、双纬与断稀、稀纬( 边撑 针痕) 、密路、段织和云织、油疵、浆黄斑、狭幅与长短码、方眼、轧梭与飞梭等疵 点多种织疵中和边撑有关的就达4 种之多。布面织疵是坯布品质的重要组成部分，也 是衡量企业生产水平和管理水平高低的重要标志。在日常生产过程中如果布面疵点波 动不稳，不但造成人力、物力的浪费，而且还会使成品质量下降。 1 4 1 边不良 边撑刺辊针尖磨损严重，边撑盒盖中筋磨损或边撑盒间隙过大，造成边撑盒伸 幅作用差，经纱被纬纱张力拉向内部形成荷叶边。 一般人棉平纹织物，边撑位置过出，边经纱易成直线，不能被纬纱的张力拉紧 形成松边。 1 4 2 边撑疵 织物位于边撑部位的经纬纱被轧断1 2 根或纱身起毛易拉断的称边撑疵，如图 图1 1 边撑疵 第一章边撑的种类、仵与要求 边撑疵形成的多种因素： 边撑盒内的成布，由于刺辊的握持和伸幅不能活动，从而产生相对扭力，容易 造成大量边撑疵。 布面张力过大，经纱紧贴边撑刺辊，致使刺尖切割经纬纱而产生的边撑疵大都 是有规律的通匹疵布。 布幅愈阔或纬缩愈大的织物愈易产生边撑疵。当织物两侧布面离开边撑刺辊 后，由于失掉边撑刺辊的撑幅即向布身中央收缩，而边撑刺辊刺尖对成布组织有横向 的抗张力，因而造成割断经纱的机会。 边撑刺辊发生刺尖部分迟钝或刺尖虽锋利但呈弯钩形状将经纱或纬纱钩起拉 断。 边撑盒内有短回丝、落浆、落物等阻塞，影响刺辊回转不灵活，造成刺辊与布 面速度不一致，使刺尖割断纬纱产生边撑疵。 边撑盒缝过小( 小于规定的0 8 r a m ) ，织物对刺辊的包围角增加，刺辊的倾角 位置亦增大，使刺入深度增加，脱刺困难，易产生边撑疵；反之合缝过大( 大于规定 的0 8 i n m ) ，同样，易造成经纬纱被切割而形成边撑疵或豁边。合缝不平齐、隙缝有 大小，合缝在的一端脱刺早，小的端脱刺晚，形成织物在脱刺中的速度差异，产生 切割现象。 边撑盒的内部装配不合规格，边撑盒盖中与前后两排刺辊中心不平行，影响边 撑盒内两排刺辊与成布包围角大小不等，产生两排刺辊间速度差异，易出边撑疵或豁 边。 布面张力过紧，遇到刺辊稍有轧住亦会产生边撑疵。 平车或拆坏布后，用手将布边拉入边撑盒的操作不当，产生边撑疵。 1 4 3 断边 边撑位置不正； 边撑匣缝隙过大布边握持力小； 边撑刺辊刺尖磨钝边纱受撑幅作用力减小； 边撑刺辊h p 孑l 磨损，边撑匣装锭杆的眼孔磨损，使刺辊j 下常高度下降，布边对 刺辊的包围角变小。 刺辊锭杆缠绕回丝回转不灵活，伸幅不超作用。 1 4 4 稀纬 边撑丰下不直，关车时经纱张力变化不均匀，开车时容易造成布面中央歇梭或稀 第一章边撑的种类、作用与要求 纬现象。 在薄型、平纹织物上应用时应注意针痕，布面如有明显的针痕会影响印染加工 成品质量，采取不同的织物采用不同粗细的钢针。例如1 4 5 t e x ( 4 0 英支) 经、纬纱 2 9 9 1 8 i 根c m ( 7 6 x 4 6 根，英寸) 细布，可采用o 7 m m 的钢针：另外要掌握钢针 左右不规则摆动来解决布面针痕的问题。 边撑作为构成织机的关键部件，一方面边撑可保持织物的幅宽，从而防止边经 过份倾斜与筘齿磨擦而造成断头；另一方面，边撑也可能会使织物受到损伤。 通过对边撑加以改造，是减少布面疵点不断提高产品质量的重要途径。 第一章常见边撑的分析 第二章常见边撑的分析 2 1 传统刺环式边撑的分析 在常见的边撑中，要数刺环式边撑用得最普遍，除了有较大范围调节幅度之外， 还可以通过适当的安装与调节使之发挥山更大的功能与作用。它的结构如图2 - 1 所示， 在金属的芯轴上套上若干个偏心的针轮座，在针轮座的偏心颈上套有针轮组件，针轮 表面植有钢针的黄铜刺环。由于针轮座偏心颈的轴线与芯轴1 的轴线间有一央角，因 此针轮能相对于芯轴l 作倾斜的回转，钢针刺入织物后，随着织物向织机前方的运动， 刺环被带动作倾斜的回转，被握持的织物就被向两侧撑开，在经过边撑扩幅工作弧的 顶点后，针轮倾斜方向与织物向内收缩力的方向一致，使织物能顺其自然地退出，如 图2 - 2 。在织细号织物时，刺针选择不当就容易产生边撑刺，尤其是对高弹力织物更 加明显，极易产生严重的疵点。 图21 刺环式边撑的结构 1 一芯轴2 一针轮( 刺环)3 一针轮庭 22 单一刺环式边撑的分析 2 刺环式边撑有平等排列、差分排列和螺旋式排列。 平行排列刺环边撑中，刺环的倾角相同。刺环每回转周，各相邻刺环的刺针 对坯布的握持点保持相等间距。因而，坯布并非靠边撑自身扩开，而是凭借刺环倾斜 使坯布在通过与边撑形成的弧形接触面时整个碲幅宽度得到扩展的。平行排列刺环边 使坯布在通过与边撑形成的弧形接触面时整个碲幅宽度得到扩展的。平行排列刺环边 第二章常见边撑的分析 撑的使用效果是：坯布行进中通过边撑包卷区时，只有游离区即两只边撑之间的 中央部位受到位伸。由于整个布幅中只有一部分起拉伸作用，因而与张力理想地 均匀分配于整个布幅宽度上的情况相比，坯布中央出现的张力绝对值当然要大得多。 见图2 2 图2 2 边撑布局图 卜布幅宽度2 一两边撑间游离区坯布宽度3 一刺环间距 差分排列刺环式边撑，边撑本身对坯布起扩展作用。张力大小及在布幅宽度上 的分布状况取决于边撑特定接触弧的几何形状、针刺倾角的大小。针对一种布幅，通 过合理设计相应的边撑( 调整边撑的长度及其配件) ，但在实际生产中，要顾及加工 成本，边撑配件和变换刺环等问题很难解决，以上条件均具备时，边撑在整个布幅宽 度拉伸力基本呈现均匀分布。要满足小批量，多品种的特点，显然这样结构的边撑也 不太理想。 螺旋式排列刺环边撵完全不同于以上两种边撑的是：可提供理想的分布条件， 但却是以不利于出布条件为代价的。从原理上讲，可以通过设计边撑附件来克服此缺 陷，但同时也产生了能否广泛适应不同布幅织物的问题。 以上几种均属于单一刺环式边撑，它们共同存在下面的缺陷： 1 、单一刺环式边撑只是对布边的一部分进行握持，握持面积小，边撑受力大， 尤其在织造高密织物的时张力较大。这样，不仅对边撑有损伤，而且也难避免针剃磨 痕等边撑疵的产生； 2 、刺环式边撑只安装在织物的两边，因而( 实际上) 全幅经纱所受的作用力并 不相同，纬纱很容易在织物两边外发生倾斜，造成织口不在同一条直线上，开口也不 清晰。为使开口清晰、有利于引纬，一般梭口高度较高，且采用早开口： 3 、刺环式边撑的机构复杂，可调范围大，不容易掌握最恰当的匹配参数。因此， 为获得良好的织物质量而进行的工作困难较多。 2 3 津田驹喷气织机边撑的分析 第二章常见边撑的分析 随机所带边撑结构，如图2 - 3 图2 - 3 津田驹喷气织机边撑图 日本津田驹公司的a 2 0 5 i - 1 9 0 喷气织机使用的是复合式边撑，它是由芯轴、导辊、 刺环、尼龙垫、圆锥头组成，这种边撑的结构有以下特点： ( 1 ) 铜刺环从里到外( 布边侧) 针刺高度逐渐增加，细度也稍增加，里侧的针 刺低、直径较细： ( 2 ) 从里到外的每一片刺环都有编号没有一片是相同的； ( 3 ) 边撑盖与刺环间隙要随品种调节。这样的结构使里侧边撑针刺短，所受的 弯矩较小，因而受力不易弯曲，布面上不产生边撑针眼，并且从里到外每一个刺环的 伸幅控制作用逐渐加强，作用较为缓和均匀，从而对布幅及织口的控制有力。 2 4 复合式边撑的使用效果分析 复合式边撑的使用效果要好于普通的刺环边撑，主要表现在能有效地降低边撑 第二章常见边撑的分析 疵，但不能完全消除。仍存在以下不足，比如橡胶辊的寿命较短，一般情况下，经过 一年左右的时间，在远离支承端的螺纹部分因为磨损而失效。见图2 - 4 扫描图。 失效原因：在远离支承端橡胶辊所受纬纱的作用力最大，织物与辊本身所产生 的磨擦力也最大，随着使用时间的增加，极易造成此部位磨损，同时也伴有边撑杆支 架的磨损。见如下的受力分析。 图2 - 4复合式边撑橡胶辊磨损图 2 4 1 边撑辊的受力图分析 y 油缸 图2 5 边撑辊受织物的作用力( 断面图) 第二章常见边撑的分析 如瞄2 5 ，在断面图中，边撑辊受织物的作用力沿织物与边撑辊接触弧长上， 力的大小和方向呈如图所示的曲线分布，在y 轴方向的合力为零，在x 方向沿 边撑杆长度上形成向左的载荷，其合力的大小和边撑杆对边撑辊的作用力大小相 等，方向相反。 图2 6织物张力沿幅宽方向的分布情况 在图2 - 6 中，织物的张力在中间游离区呈均匀分布，在两侧与边撑辊接触 区变为由内向外逐渐减小。 图2 - 7 中，织物对边撑辊的作用力的大小呈如图所示的三角形分布，三角 形底边的长短为张力的最大值，越靠近布幅的两端张力越小。( 此图只是近似地 表示力的分布) 。 目目k d 亡刊 图2 - 7 边撑辊受织物张力沿边撑杆的分布的示意图 对于目前常见结构的边撑，不论边撑辊是长还是短，根据力的平衡原理可 知：当边撵辊较短时，单位长度上边撑辊所受的载荷要大，反之，要小。如果把 边撑辊长度做成与织物的幅宽方向一样( 全幅边撑) ，那么，边撑辊的受力基本 上达到均布，单位长度上的载荷将大大减小，总载荷保持不变。 第二章常见边撑的分析 2 4 2 边撑辊受力理论分析 全幅边撑的边撑辊：某种织物，在整个幅宽上张力是n 牛，布幅长度为2 0 0 0 米， 那么全幅边撑所受的均布载荷为0 5 n 牛，米； 常用的边撑辊：同样的织物，在整个幅宽上张力是n 牛，如果每个边撑杆的长 是0 2 5 米，根据力的平衡原理，边撑杆平均受织物的张力值为2 n 牛米。 因此，全幅边撑辊所受的力较常用边撑辊所受的力要小。 根据载荷作用下变形梁的挠度计算公式得： 常用边撑杆的挠度( 图2 8 ) ： y - - s q a 4 4 b e i ： 公式( 2 1 ) 其中： k 边撑杆的最大挠度( m ) ； 毋织物对边撑杆的均布载荷( n m ) 矛支承边撑杆的受力点到均布载荷之问的距离( m ) 最边撑杆的弹性模量( g p a ) ； 五边撑杆的惯矩( c m 4 ) ； 厶边撑杆长度( m ) ； 假定织物总的张力为n ，那么边撑辊单位长度上的平均张力q = v o 根据公式2 - 1 得： 常用边撑杆的挠度：均= ( s x n l l x a l 勺4 b e l 全幅边撑杆的挠度：y 2 = ( s x n b x 矽j 4 b e l 对于全幅边撑，由于1 2 值极小，可以认为处处有支承点。 第二章常见边撑的分析 表2 - i 常见边撑杆长度不同时，边撑杆的挠度 边撑辊长度跨距边撑辊受织物的平均载荷边撑杆挠度 i ( m m )a ( m m )q ( n ，m )y ( m m ) 1 0 0s 0 n 1 2 0 00 0 0 3 2 6 e i 2 0 01 0 0 n 4 0 00 0 2 6 0 e i 3 0 01 5 0 n 0 0 00 0 8 7 9 e l q 1，0 0 上0 上上、 一 i 一 图2 - 8 复合式边撑杆的变形图 由表2 - 1 可知，随着边撑杆长度的增加，单位长度上边撑杆承受的载荷减小， 但跨距a 增大，跨距增大对杆变形的影响更大。因此，不是单一增加边撑杆的长度就 能减小其变形，重点在于考虑支承跨距的问题。所以复合式边撑的这种结构有它的局 限，不能根本解决变形问题，尽量减小跨距a 是解决变形问题的关键，全幅边撑就能 从根本上解决这一问题。 2 4 3 分析复合边撑支架的磨损原因 根据上面的理论分析不难解释下面的现象。复合式边撑支架的磨损：主要是在 与边撑杆两端接触的支承位置处磨损，越远离布边的一端( b 端) 磨损越严重，磨损 最严重的能够把圆孔磨成长度约为两直径的长圆孔，( 在我厂进口的津田驹喷气织机 上已有大部分有不同程度的磨损) 如果磨损到一定限度，边撑部件就不能起到开口清 析的作用，通过对该件加以修理，可以暂时解决这一问题，其修理的加工工艺是：烧 焊铣工找正、扩孔修光外形，虽然在短时间内边撑部件可以使用，但烧焊后 弟。章常魁边撑柏分析 的机件寿命大大缩短，一般相当于原来的1 3 ，因此，以上方法不能称为好方法。用 这种方法，已经修复过几十个废弃的边撑支架。 当边撑支架磨损到定程度，边撑杆的受力变形也发生变化。即由原来的两支 承转变为悬臂支承如图2 - 9 ： 。 i 1 “i l 儿儿儿l j l 戟荷分布图 哂迎昭勤图 _ 叼糍图 变形图 图2 9 复合式边撑杆磨损后转变为悬臂后的受力分析图 受力分析： 剪力q ：一q x ( o x 1 ) 当x = 1 ： 氏。= q l m - - ( - 1 7 ) q t( o x 1 ) 当x = l ； 也，= ( 1 2 ) q r 挠度y k , x = q l 8 e i 全幅边撑的受力分析： 第二章常j l l 边撑的分析 q l l 2 q t 8 而中陬 馥辅分布圉 q f l 2 图2 - 1 0 全幅边撑边撑杆的受力分析图 剪力：0 - - ( 1 2 ) q l - q x ( o x j ) 当x = o 。l 瞳q 。= 4 - ( q i ，2 ) 驾 黾t 秘= ( q l 2 ) 丰x 一( q i 2 ) ( o x 1 ) 骂x = ( 1 2 ) l 积f ( q l | ，8 ) 毵霞y 时5 q t 3 8 4 e i 表2 2 两种结构支承边撑杆的变形对比 弊力圈 驽矩宙 边撑杆类型q m 蹦m m h y m a x 常见织机边撑杆 q m a x _ q 1 ( 1 1 2 ) q 1 2= q i i s e i 新型织机边撑杆 ( q l 2 ) ( q 1 2 1 8 )5 q 4 3 8 4 e i l 2 0 第二章常见边撑的分析 通过表2 2 对比可以看出：喷气织机所用的边撑支架磨损后，无论是剪切力还 是弯矩和挠度数值远远大于全幅边撑。因此，全幅边撑的使用寿命应高于对称式边撑， 其寿命的长短决定于边撑部件材料的耐磨程度，和受力的大小基本无关，从而还可以 进步缩小其结构尺寸。因此，能够降低成本。 举例：t 6 5 j c 3 51 3 1 35 2 3 6 2 8 3 5 1 6 0 0 2 帘缌( 4 5 x 4 5 x j 3 3 x 7 2 6 3 “) 求织物在喷气织机上最大挠度值 上机张力= 根数半系数经纱支数 f = n s xi j f 一上机张力 l 经纱根数 卜经纱支数 f 系数一般取( 0 8 i 2 ) f = 1 3 3 4 5 x ( o 8 l ，2 ) = ( 2 3 6 3 5 5 ) n 寸 驴f 2 5 4 x 1 0 0 0 ：( 9 2 ，9 1 3 9 。8 ) n 确 y m a x 2 = s q l 3 8 4 e i - - 5 ) ( 9 2 9 x ( 2 i o x i 0 3 y ，3 8 4 2 x i 寸( 6 4 ) x 1 2 x l 矿 = 2 1 x 1 0 1 ( 米) 从计算结果得知：y m a x 2 极小，在实际使用中可以认为趋于零 y m x l = q l ：8 e i 第二章常见边撑的分析 2 4 3 复合边撑辊的缺陷分析 在实际生产中，使用复合边撑其效果要比单纯的刺环式边撑效果要好很多，如 我厂现有的喷气织机上全部使用这种边撑。但边撑杆的橡胶部分使用寿命较短一般为 一年半左右而且还必须有刺环与之配套使用，只要有刺环存在，在织造特殊品种的织 物时，就不可避免地或多或少地产生边撑疵，理想的边撑应能使织物的整个布幅横向 拉伸均匀地分布在全幅范围内。设计出新型的全幅边撑成为解决以上问题的关键。 第三章各类边撑对于织机：l 作性能及织物质量的影响分析 第三章各类边撑对于织机工作性能及织物质量的影响分析 通过在毕加诺i g t m 型剑杆织机上进行如下实验，对两种不同边撑进行了对比。 选取八台织机，四台安装刺环式边撑，四台安装杆式边撑。如图3 - 1 ，是两种类型边 撑的原理图。上图为刺环式边撑，下图是杆式边撑。 3 1 对经纱张力及断头的影响 实验中，利用r e s 测量头在1 6 5 0 幅宽共测量了3 6 根经纱数据，经过测试得到 如图3 - 2 所示的沿幅宽的经纱张力的分布情况。试验织机上选择安装的是平行排列的 标准刺环式边撑。 符巍纛 图3 一l 边撑类型 第三章备类边撑对于织机j ：作性能及织物质量的影响分析 一小一十一枣一。一太 图3 2 经纱张力沿幅宽的分布 图3 - 2 所示的曲线，三条曲线分别表示在2 5 个织造周期中大、中、小经纱张力 分布情况。由图可以得出结论：张力沿幅宽的分布规律与张力大小没有太大的关系。 因此在下面的试验只是依据测量期间的平均经纱张力来作评价。 使用不同的边撑对经纱张力沿幅宽方向的分布情况见图3 - 3 。 一一平均麓。千均簟 轷式捌珂：式 图3 3 使用不同边撑对经纱张力沿幅宽方向的分布曲线 蠢拣豢羹霉， 第三章各类边撑对下织机f ：作性能及织物质量的影响分析 图3 3 显示分别使用杆式边撑和刺环式边撑经纱张力在经纱宽度方向的分布曲 线。( 实验条件：相同的织机、相同的织轴、前后半程交替) 从图中可以看到：两条 沿幅宽方向分布的经纱张力曲线中，使用杆式边撑的那条曲线变化比较平缓。在出现 经纱张力最大值的幅宽中央部位，经纱张力值有所减小，并且在两侧边缘处的张力下 降也较缓和。而使用刺环式边撑时的张力曲线在两侧边缘处呈急剧下降趋势。但是在 最边缘处，杆式边撑不能阻止经纱张力的继续下降，而刺环式边撑却能够阻止。 为了能对经纱断头的影响进一步分析，将经纱断头情况区分归类，图3 4 将经 纱各个部位划分为从a 至g 七个区域。 图3 - 4 织机沿经纱方向的区域划分情况 从织轴至后梁为a 区，从后梁至断经自信装置为b 区，断经自停装置为c 区， 后部梭口处为d 区，棕框处为e 区，前部梭v i 处为f 区，织口处为g 区。经纱沿幅 宽方向的断头位置用坐标h 来表示。因此，经纱断头的位置可用断头经纱与引纬侧 钢筘边的实际距离来确定。 通过实验，得出如图3 - 5 所示的沿幅宽方向的断头分布统计图。由图可以看出， 使用不同的边撑得出不同的结果，无论使用哪种边撑，经纱断头次数最多的均发生在 织物边部。尽管如此，在相同条件下，就经纱的断头数而言，使用杆式边撑大大少于 第三章各类边撑对丁织机工作性能及织物质量的影响分析 刺环式边撑。更换不同的经纱，有时结果并不如此明显，但总体上是杆式边撑都不会 增加经纱断头次数。 毪掉 盛一坪式蠢计时闻i 拍小时 鬟羹蠢矗1 1 1 硅 童羹一 扦式麓埒甘一i 小时 采t h 采 图3 - 5 两种结构边撑沿幅宽方向经纱断头分布 为了更精确地分析经纱张力曲线，进行了下面的实验，在织同一个织轴的过程 中使用不同的边撑，得出如图3 6 两条经纱张力曲线。两条曲线的形状基本相似，但 杆式边撑的那条曲线仅位下部。在距原点2 5 毫米处张力出现峰值，是由于钢筘打纬 而引起的张力增大。 由图3 6 可清楚地看出，使用杆式边撑明显减小了打纬引起的张力峰值，因此 使用杆式边撑最显著的优点是减小了总的张力振幅从而减小了经纱的动态负荷。 杆式边撑能够降低经纱断头的另一个原因还在于能保持前部梭口的准确几何形 状。由于杆式边撑可在全部幅宽上支持织物，故而即使有复杂的提升运动，也能防止 布边翘起，由此可形成清晰的前部梭口。 第二章吾类边撑对丁纵机：r 作性能及织物质量的影响分析 艟修强力撕绕l 摹十局韵盼平姆魔) 图3 - 6 每个织造周期中的经纱张力 为进一步分析形成清晰梭口的原因，表1 中列出一系列试验中获得的织机上各 个区域的经纱断头数据。 表3 - 1 沿经纱方向的断头分布 # 舶一由晌r ! 肌 誓 羊削精觚， 峰扛话件t i 氨 ! 蛙謦一 笔毛 曩中一+ 婚￥麓羹5 - 4 1 24 t 4 衡 矬期t 渊 筐螺 辍移帕精纛冠 典曩t“誓囊女t ui o b i ll t c t 2t dn i5 ei1 2s ，i s口鞠 4 n1 l 打t i 台讣 ， ) 0 0i n1 0 蔓三里量耋望丝型王丝垫：! ：堡丝! ! 墨终塑堕量盟堂堕坌堑 在水平方向将区域a g 按次序排列，标出各区的经纱断头百分比，构成了 一张清晰的曲线图( 图3 7 ) 。由图中得，使用刺环式边撑的时候，从织轴至后部梭 口各区域的经纱断头都在1 0 之内。在前部梭口区断头百分比急剧上升至将近5 0 。 在织口区断头百分比大幅下降至2 5 ，明显位于a e 区域之上。 图3 7 各个经纱区域的经纱断头百分比 使用杆式边撑时，与上述情况相比，则经纱断头百分比分布要均匀得多。但断 头百分比最大值亦发生在前部梭口区( f 区) 。从图可知，即使用杆式边撑，断头最 多的也发生在布边区域，显然，这是由夹持作用及剑杆递送运动引起的。 根据以上分析，有一点可以确信，即使用杆式边撑可发减少经纱的断头次数， 其主要原因是比起刺环式边撑，杆式边撑有利于降低经纱负荷，并且在整个幅宽上形 成比较清晰的前部梭口。 3 2 使用杆式边撑时织物的质量 使用秆式边撑时，根据其工作原理，不需要进行如使用刺环式边撑时那样的复 杂调节。安装好之后，根据其作用原理只能选择边撑杆，从而对织物质量施加影响。 使用刺环式边撑常常出现的诸如针刺迹，稀弄等病疵，使用秆式边撑时就不会发生了。 同时，杆式边撑还可防止沿幅宽方向的弓形纬的出现。 第三章各类边撑对于织机：l 作性能及织物质量的影响分析 在整个试验时间内，未出现过质量太差的织物。使用最多的是带螺纹的尼龙杆。 在粘胶织物上看到的轻微螺纹压印在随后的整理中已经消失。一般情况下，在 2 0 0 w 4 0 0 根1 0 c m 的纬密范围内已看不见档子。 3 3 使用刺环