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机械毕业设计全套

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JX03-224@粗纱机升降平衡机构设计,机械毕业设计全套

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毕业设计 (论文 )中期检查报告 题目名称 : 粗纱机升降平衡机构 院系名称 : 机 电 学 院 班 级 : 机 自 061 班 学 号 : 200600314108 学生姓名 : 李 华 荣 指导教师 : 神 会 存 2 0 1 0 年 5 月 nts毕业设计基本的具体任务与要求 本课题具体任务是完成整个机械的设计计算以及对它具体尺寸的设计和最终的图纸完成，并达到 4 张零号图的图量和把设计计算过程写在设 计说明书中。以全面的提升我们的设计计算画图能力，成为一名合格的工程技术人员。 课题总体方案论述及比较 粗纱机升降装置： 国产粗纱机的升降装置，大体上有链条式和齿条式两种。(1)链条式升降装置 图 1 链条式升降装置 如图 1 所示。由变速系统传来的变速使升降平衡轴 3 作正反向交替运动。升降平衡轴上固装有升降链轮 2，通过链条与摆臂 5( 升降杆 )的中部相联，摆臂以为支点，另一端托持升降龙筋。当升降轴往复回转时，升降龙筋在摆臂的放大作用下，完成升降运动。 为了减轻负荷、降低功率消耗，在升降平衡轴上与摆臂对应的方向 挂有平衡重锤 6。当升降龙筋上升时，平衡重锤下降，借重锤的重量托扶升降龙筋帮其上升。但因升降龙筋全靠本身自重而下降，所以平衡重锤的总重又不能太大，以保证使升降龙筋的重力矩略大于平衡重力矩。否则，一旦链条伸长或升降槽内积花，就可能造成升降龙筋下降呆滞或打顿现象。 升降龙筋的垂直升降是靠各机架上的导向滑槽来保证的。链条式升降装置的升降平衡轴可设在升降龙筋上升的最高位置上方，升降轮和重锤链轮均装在升降nts平衡轴上，可使升降龙筋的最低位置很低（对于固定龙筋处于上方的吊锭机构来说则可更低），从而为增加卷装高度创造了有利的条 件。 在图 1 中，当升降轴顺时针转动时，重锤链轮放出链条，使重锤做下降运动；与此同时，升降链轮卷取链条，使装有动滑轮的升降贡杆向上摆动即管筒（龙筋）做上升运动，当升降轴逆时钟转动时，情况正好相反。 由此可知，在正常情况下，龙筋的升降运动受链条卷取和放出链条长度的控制。其差别在于：上升运动是积极控制的，而下降运动是消极控制的。 (2)齿条式升降装置 图 2 齿条式升降装置 图 2 为粗纱机的齿条式升降装置，由变速机构传来的变速通过轮系及换向齿轮传至升降轴 7，通过固装在升降轴上的升降齿轮 8 传动固 装在升降龙筋上的升降齿条 1，从而实现升降龙筋 2 的升降运动。齿条式升降装置的升降轴设在升降龙筋降至最低位置时的下方，以方便升降杠杆的运动。当升降龙筋处于最低位置时 ,为了保证升降齿条的下降 ,升降轴离地高度应大于龙筋的升降高度。为了减轻传动负荷，升降装置设有平衡轴。 两种升降平衡机构优缺点对比 1.链条式升降平衡机构的优缺点： 链条式升降平衡机构的优点 : （ 1） .升降链轮与重锤链轮装在同一根轴上，升降轴即为平衡轴，所以结构nts简单。 （ 2） .由于采用链条升降，龙筋的最低位置能够相当接近地面，因而在装卷高度相同的情况下 ，机面高度可以设计的更低些。 链条式升降平衡机构的缺点： （ 1） .动力链条教易变形伸长，使龙筋平装后容易走动。 （ 2） .龙筋下降完全依靠自重，因而较易发生打顿现象。 2. 齿条式升降平衡机构的优缺点： 齿条式升降平衡机构的优点 : （ 1） .龙筋平装后不易走动。 （ 2） .龙筋下降运动虽然也是消极的，但是有阻力齿轮会迫使龙筋下降，龙筋即由消极变为积极下降，因而能避免较明显的打顿现象。 齿条式升降平衡机构的缺点： （ 1） .龙筋的升降运动和平衡机构分开，所以结构较复杂。 （ 2） .齿轮和齿条的安装精度要求很高，龙筋的升 降轻快与否，很大程度上取决于齿轮和齿条的安装精度。 （ 3） .平衡机构装在机架一侧，使机架一侧受力，机架在力矩作用下易发生走动。 （ 4） .齿条升降要求空间较大，最低位置不碰地面，最高位置不碰机面，因而机身较高。如 A453B 型粗纱机卷装高度为 320mm，而机面离地的高度有1080mm, A456 系列粗纱机卷装高度为 320mm, 而机面离地的高度有 1060mm。 综合上述两种机构的优缺点，本次设计采用链条式升降平衡机构 毕业设计任务书所要求的进度 3.08-3.21 译文，课题调研及毕业实习。 3.22-3.28 开题报告及实习报告。 3.29-6.05 总体设计及关键零部件设计。 6.06-6.18 编写设计说明书及相关技术文件。 6.19-6.26 评阅。 6.27-6.30 答辩。 7.01 7.05 修改 nts已完成的设计任务 毕业实习，开题报告，外文翻译， 方案论证，确定论证及方案的确定 对主要问题进行计算包扩如下内容： 工作功率的计算，电机的选择，链轮的计算和尺寸的确定，轴的部分计算（还未校核） 完成了主要零件的设计： 链轮和轴的粗略尺寸 现在的执行 进度 现时的进度应在设计计算的后期，其中主要是对于 传动机构 这块的计算存在不少问题，部分原因在自己抓的不紧，以后应抓紧点，还有就是以前没接触过而资料又难以查找。不过传动机构这部分的问题已在网上找到了相关资料。完成这部分的内容就可以进入画图阶段。 现在所面临的主要问题及困难 主要问题就是上面说的传动机构这一块，困难是有不少的，像资料有些欠缺，不少的尺寸都是估计着定的，但往往和常理有些差距，为此有很多重复过程。其实这些呢，还是在于自己。就是些假的困难，关键还是自己不够认真。以后会注意这些的，加强约束。尽早尽好的完 成毕业设计。 下一步工作计划 2 天时间完成尚未完成的计算问题 3 周时间完成图纸设计过程 1 周完成设计说明书的编写 nts 中原工学院 毕业论文 (设计 )开题报告 课题名称： 粗纱机升降平衡机构设计 毕业设计起止时间： 2010 年 3 月 8 日 6 月 27 日 (共 15 周 ) 学生姓名： 李 华 荣 学 号： 200600314108 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级 ： 机 自 061 指导教师： 神 会 存 报告日期： 2010 年 4 月 nts中原工学院 毕业设计开题报告 1 1 本课题所涉及的内容国内 (外 )研究现状综述 这一课题主要涉及现代纺纱机械众多机种中的粗纱机，这一课题主要设计内容为粗砂机的升降平衡机构的设计。 粗纱工序的任务（ 1）牵伸：将棉条抽长拉细成为粗纱；（ 2）加捻：给粗纱加上一定的捻度，提高粗纱强力。以避免卷绕和退绕时的意外伸长，并为细纱牵伸做准备；（ 3）卷绕：将加捻后的粗纱卷绕在筒管上。制成一定形状和大小的卷装，以便储存、搬运和适应细纱机上的喂入。 限于目前的技术水平和设计方法，粗纱机的传动系统乃 然非常复杂和笨重，传动链长，传动零件多，工作噪声大。由于机械传动链的非线性误差较大，使粗纱张力的控制很不稳定，调速精度不高，动态响应差，因此如何改善这些缺点，已经成为国内外众多专家和技术人员所关心的课题；另外工艺计算，品种变换非常麻烦，品种变换范围较小，生产值与理论给定值有一定的偏差，使粗纱机质量，产量的进一步提高受到限制。 为了改善粗纱机存在的这些不足，目前国内外有许多的专家和技术人员们开始把控制理论、现代机械优化设计方法、振动与噪声控制、有限元分析方法等思想融入到粗纱机械的设计过程中去。粗纱机 发展趋势： 牵伸机构不断善，牵伸能力不断提高。锭速不断加快，卷装不断增大。机械制造质量和水平不断完善，自动化及机电一体化程度不断稳定 。在对粗纱机械多方面的改造中，其传动系统的改造取得了显著成果。从而使产品的质量得到了很大的提高，为促进经济的发展作出了很大的贡献。 nts中原工学院 毕业设计开题报告 2 2 本课题有待解决的主要关键问题 机械在运转时，构件所产生的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力。这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且由于这些惯性力一般都是周期性变化，所以必将引起机械及其基础产生强迫 振动。如其频率接近于机械的固有频率，则不仅会影响到机械本身还会使附近的工作机械及厂房建筑受到影响甚至破坏。 机械平衡的目的就是设法将构件的不平衡惯性力加以平衡以消除或减小其不良影响。机械的平衡是现代机械尤其是高速机械设备及精密机械设备中的一个重要问题。 在粗纱机中，升降平衡轴上装有升降链轮，通过链轮带动升降杠杆作上下摆动，当升降平衡轴做正反向回转时，下龙筋在升降杠杆的放大作用下，完成升降运动。 在这一个升降运动过程中，如果升降龙筋不采取平衡措施，则龙筋上升的负荷大，龙筋下降的负荷小，造成动 力负荷的不均匀，这将会严重影响机械的使用寿命和产品的质量问题。因此，如何合理的设计龙筋的升降平衡机构就是 本次毕业设计所研究的关键问题。 nts中原工学院 毕业设计开题报告 3 3对课题要求及预期目标的可行性分析 (包括解决关键问题技术和所需条件两方面 ) 课题要求进行粗纱机升降平衡机构的设计。升降装置的作用是使升降龙筋作有规律的运动。国产粗纱机的升降装置，主要有链条动滑轮式和齿条式两种。 (1)链条式升降装置 图 1 链条式升降装置 如图 1所示。由变速系统传来的变速使升降平衡轴 3作正反向交替运动。升降平衡轴上固装有升降 链轮 2，通过链条与摆臂 5( 升降杆 )的中部相联，摆臂以为支点，另一端托持升降龙筋。当升降轴往复回转时，升降龙筋在摆臂的放大作用下，完成升降运动。 为了减轻负荷、降低功率消耗，在升降平衡轴上与摆臂对应的方向挂有平衡重锤 6。当升降龙筋上升时，平衡重锤下降，借重锤的重量托扶升降龙筋帮其上升。但因升降龙筋全靠本身自重而下降，所以平衡重锤的总重又不能太大，以保证使升降龙筋的重力矩略大于平衡重力矩。否则，一旦链条伸nts中原工学院 毕业设计开题报告 4 长或升降槽内积花，就可能造成升降龙筋下降呆滞或打顿现象。 升降龙筋的垂直升降是靠各机架上的导向滑槽来保证 的。链条式升降装置的升降平衡轴可设在升降龙筋上升的最高位置上方，升降轮和重锤链轮均装在升降平衡轴上，可使升降龙筋的最低位置很低（对于固定龙筋处于上方的吊锭机构来说则可更低），从而为增加卷装高度创造了有利的条件。 在图 1 中，当升降轴顺时针转动时，重锤链轮放出链条，使重锤做下降运动；与此同时，升降链轮卷取链条，使装有动滑轮的升降贡杆向上摆动即管筒（龙筋）做上升运动，当升降轴逆时钟转动时，情况正好相反。 由此可知，在正常情况下，龙筋的升降运动受链条卷取和放出链条长度的控制。其差别在于：上升运动是积极控制的，而下降 运动是消极控制的。多用于 FA401,FA423,A454,A456 及 1271 等型粗纱机上 (2)齿条式升降装置 图 2 齿条式升降装置 图 2 为粗纱机的齿条式升降装置，由变速机构传来的变速通过轮系及换向齿轮传至升降轴 7，通过固装在升降轴上的升降齿轮 8 传动固装在升降龙nts中原工学院 毕业设计开题报告 5 筋上的升降齿条 1，从而实现升降龙筋 2 的升降运动。齿条式升降装置的升降轴设在升降龙筋降至最低位置时的下方，以方便升降杠杆的运动。当升降龙筋处于最低位置时 ,为了保证升降齿条的下降 ,升降轴离地高度应大于龙筋的升降高度。为了减轻传动负 荷，升降装置设有平衡轴。多用于 A453B,1251和 1252 等型粗纱机上。 两种升降平衡机构优缺点对比 1.链条式升降平衡机构的优缺点： 链条式升降平衡机构的优点 : （ 1） .升降链轮与重锤链轮装在同一根轴上，升降轴即为平衡轴，所以结构简单。 （ 2） .由于采用链条升降，龙筋的最低位置能够相当接近地面，因而在装卷高度相同的情况下，机面高度可以设计的更低些。 链条式升降平衡机构的缺点： （ 1） .动力链条教易变形伸长，使龙筋平装后容易走动。 （ 2） .龙筋下降完全依靠自重，因而较易发生打顿现象。 2.齿条式升降平衡机 构的优缺点： 齿条式升降平衡机构的优点 : （ 1） .龙筋平装后不易走动。 （ 2） .龙筋下降运动虽然也是消极的，但是有阻力齿轮会迫使龙筋下降，龙筋即由消极变为积极下降，因而能避免较明显的打顿现象。 齿条式升降平衡机构的缺点： （ 1） .龙筋的升降运动和平衡机构分开，所以结构较复杂。 （ 2） .齿轮和齿条的安装精度要求很高，龙筋的升降轻快与否，很大程度上取决于齿轮和齿条的安装精度。 （ 3） .平衡机构装在机架一侧，使机架一侧受力，机架在力矩作用下易发生走动。 nts中原工学院 毕业设计开题报告 6 （ 4） .齿条升降要求空间较大，最低位置不碰地面，最高位置不碰 机面，因而机身较高。如 A453B 型粗纱机卷装高度为 320mm，而机面离地的高度有 1080mm, A456 系列粗纱机卷装高度为 320mm, 而机面离地的高度有1060mm。 综合上述两种机构的优缺点，本次设计采用链条式升降平衡机构 。主要是对粗纱机的卷绕成型部分的升降机构做相应的设计与计算，根据现有的资料和技术来探讨粗纱机升降机构的平衡问题，使之更趋于完善！ 课题要求进行其工艺设计，工装设计，零件设计以及撰写设计说明书。根据现有资料和所学知识和老师的精心指导，应当能完成所要求的任务！ 4完成本课题的工作计划及进度安排 3.08-3.21 译文，课题调研及毕业实习。 3.22-3.28 开题报告及实习报告。 3.29-6.05 总体设计及关键零部件设计。 6.06-6.18 编写设计说明书及相关技术文件。 6.19-6.26 评阅。 6.27-6.30 答辩。 7.01 7.05 修改 nts中原工学院 毕业设计开题报告 7 5 指导教师审阅意见 指导教师 (签字 )： 年 月 日 6 指导小组意见 指导小组组长 (签字 )： 年 月 日 说明： 1. 本报告前 4 项内容由承担毕业论文 (设计 )课题任务的学生独立撰写； 2. 本报告必须在第八学期开学两周内交指导教师审阅并提出修改意见； 3. 学生须在小组内进行报告，并进行讨论； 4. 本报告作为指导教师、毕业论文 (设计 )指导小组审查学生能否承担该毕业设计 (论文 )课题和是否按时完成进度的检查依据，并接受学校的抽查。 nts 毕业实习 报告 题目名称 ： 粗纱机升降平衡机构设计 院系名称 ： 机电学院 班 级 ： 机自 061 班 学 号 ： 20060031408 学生姓名 ： 李华荣 指导教师 ： 神会存 2010 年 4 月 nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 目录 1 前言 . 0 2.实习内容 . 1 3 郑州纺织机械股份有限公司实习 . 2 3.1 公司简介 . 2 3.2 产品介绍 . 3 4 课题调研 . 5 4.1 课题描 述 . 5 4.2 课题分析 . 5 4.3 设计难点 . 7 4.5 课题调研总结 . 8 5.实习总结 . 9 6参考文献 . 11 nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 1 前言 毕业实习是学生接到毕业设计任务书后进行毕业设计的第一个步骤，是学生深入生产实践、社会实践等一线实际取得感性认识，从中了解实际工作过程和生产或社会需求过程，结合所学过的理论 知识，使认识深化发展。总的来说，毕业实习既是学生学习、研究与实践成果的全面总结，又是学生综合素质和工程实践能力培养效果的检验。它旨在让我们围绕专业及设计课题进一步了解与之有关的实际情况，进行资料的收集，为解决课题任务提供必要的条件。实习方式主要是实地考察，观察研究与课题相关的技术设备运行情况，向企业的现场操作人员学习请教相关知识，以便形成直观感受，从而提高到理论的高度来研究、分析、找到解决问题的关键所在。 毕业实习是使我们了解实际生产的规模，在实习过程中应达到的实习目的（ 1）使理论与实际相结合，进一步加深对 本专业知识的理解，拓宽知识面； （ 2）了解我国纺织工业的发展情况，以及纺纱机械设备在实际生产中的应用； （ 3）掌握纺织机械设计的基本流程，各种参数的选取，各种影响因素的产生； （ 4）掌握纺织机械制造的基本工艺流程，制造中的加工设备，制造中存在并需解决的问题； （ 5）了解当前纺织机械行业新知识、新技术和现代化生产情况； （ 6）提高大学生的实践能力，为更顺利的完成毕业设计提供实践依据，培养学生吃苦耐劳的精神，为将来成为一名出色的机械工程师打好坚实的基础。 毕业设计是我们在大学校园里的最后一个环节了，我们在学校里 学的好坏，将会在这里得到检验。毕业实习又是毕业设计的必备环节，正因为如此，此次实习对于学习机械专业的我们来说，就显得尤为重要。在本次实习中，我们主要向使用者学习，了解产品存在的问题及改进的愿望和要求，由此可减少设计的盲目性，提高效率。 nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 2.实习内容 毕业实习是理论知识的应用，是毕业设计的基础，同时也锻炼了我们的实践能力。根据毕业课题的侧重点不同，分别到不同的公司实习参观，在老师的带领下我们到郑州纺织机械股份有限公司实习。根据所选毕业设计课题，在实习中需要掌握粗纱机升降平衡机构的设计方法。 郑州纺织机械有限 公司是一家集开发、制造化纤、印染、织造、非织造布、烘造、清梳联及非纺机成套设备为一体的大型纺织机械企业，是国家化纤机械重大技术装备和印染后整理设备的研制基地和出口基地，用户遍布全国，产品销售 43 个国家和地区，是国家“ 863”高科技 CIMS 技术应用企业。实习中我们详细参观纺纱机械的工作原理和结构特征。郑州纺织机械有限公司作为纺纱机械的领航者，将孜孜以求，与时俱进，沿着新型工业化的道路阔步前进，把郑州纺织机械有限公司建成以化纤机械重大技术装备和印染后整理设备为主导，以高科技信息产业为依托的现代化、多元化、国际化 的企业集团，在世界经济的大舞台上，再创辉煌的未来！在郑纺机的流水线上通过指导老师和操作师傅的讲解，我们了解了郑州纺织机械有限公司的目前生产状况。 郑州纺织机械有限公司的实习给我们的毕业设计带来理论和实际的基础，对生产流水线有更深的认识，对纺纱机械个工作原理和结构原理两方面有更多的了解，设计和实际生产是紧密相连的，只有明白基层的每一环节的生产特点后才能有更好的设计。 nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 3 郑州纺织机械股份有限公司实习 3.1 公司简介 郑州纺织机械股份有限公司由中国纺织机械（集团）有限公司、中国信达资 产管理公司、中国长城资产管理公司、中国华融资产管理公司、中国东方资产管理公司、上海东华大学、河南纺织设计院等单位共同发起设立，同时整合了郑州纺织机械厂、邵阳第二纺织机械厂、河南纺织机械厂、邯郸纺织机械厂、经纬纺机股份公司的相关优质资产 ， 是一家集开发、制造化纤、印染、织造、非织造布、烘燥、清梳联及非纺机成套设备为一体的大型纺织机械企业 。重组后的郑州纺织机械股份有限公司，在生产制造、科技开发和市场营销等方面具有了更强的实力。 新组建的郑州纺织机械股份有限公司将成为我国乃至整个亚洲地区唯一一家能够开发、制造、销售 成套化纤设备的纺机企业。我们将继续秉承锐意进取、诚信经营的原则，大力推进技术创新，努力提高产品质量，进一步改善产品结构，从而为广大客户提供更先进的产品和更优质的服务，为股东提供更丰厚的回报，为纺织工业发展作出更大的贡献。 公司下设邵阳纺织机械有限责任公司、邯郸宏大化纤机械有限公司、榆次经纬化纤机械有限公司等 10 余家控股子公司。拥有总资产近 14 亿元，员工 8000名。公司拥有雄厚的产品开发能力，精良的技术装备和完善的质量保证体系，用户遍布全国各地，产品行销 43 个国家和地区。公司一贯致力于产品的技术创新，不断提 高产品质量，是国家化纤机械重大技术装备和印染后整理设备的研制基地和出口基地，是国家“ 863”高科技 CIMS 技术应用企业。 根据集团公司产业结构调整和发展载货汽车业务单位的战略定位，结合我公司整体搬迁和河南省政府建设郑州汽车产业集群的时机，经研究决定在郑州投资载货汽车项目。 2008 年 7 月开始项目调研工作， 2009 年 4 月 28 日集团董事会通过此项目立项申请，并作为河南省 2009 年度重点大型项目，总建设投资额约 25 亿元，其中一期总投资约 12 亿元。项目以“总体规划、滚动投资、分期实施”为指导思想，按照三期规划 ，最终实现产能为中、重卡 6 万辆、高档轻卡 20 万辆、皮卡 4 万辆、 SUV6 万辆，其中一期产能为 3 万辆年重卡 nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 3.2 产品介绍 G1731/G1731A 型剑杆织机 用途及主要特点： G1731 型剑杆织机是在消化吸收国内外同类织机先进技术的基础上，自行研究开发生产的具有机、电、仪一体化的智能型剑杆织机。其速度高，入纬率可达 80 米 /分钟。采用了下置结构积极式机械多臂机开口装置及箱式墙板，强制循环润滑和冷却系统，提高了织物质量和织机寿命。 G1731A 型剑杆织机采用最先进的 PLC 控制全机运动。高精度整体式共轭凸轮打纬 机构，打纬精确、有力； AC 伺服电机驱动电子送经，电子取卷同步进行，可以有效地减少开车痕；近乎完美的张力控制系统使经纱张力始终保持恒定；自动寻纬和防纬挡功能；结构简单，性能可靠的 8 色电子选色机构；电子多臂控制的开口机构。车速可达 450r/min；入纬率最高可达 1125 米 /分。 技术参数： 适应纤维：棉、毛、丝、麻、化纤等织物：适应纱支： 1.8s-120s 适应品种 :可广泛应用与各种薄型和中厚织物的织造 公称筘幅（ cm） :190、 220、 240、 260、 280（筘幅最大可缩减 60cm） 纬纱选色 :最多可选色多臂 机控制或电子控制经轴盘片直径： 800mm 卷布满卷直径： 600mm;装机容量： 5.4kw、 7kw G1611 型剑杆织机 G1611 型剑杆织机是我公司集五十年有梭织机和十几年剑杆织机生产经验基础上，汲取国内外同档次机型的诸多优点，结合国内市场实际情况而研nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 发的一种普及型剑杆织机，具有理想的性能价格比，是适合我国国情的织造设备。 本机型是在我公司 GA615 织机基础上发展而成的，具有结构简单，性能可靠的特点。机件采用了重量轻，强度高的碳纤复合材料和铝合金材料。机架和送经机构与有梭织机零件通用性强，便于维护、保养。占 地面积与同筘幅的多梭织机相当，具有运转平稳，噪音低等优点，是有梭织机的理想替代产品。 本系列机型适于棉、混纺、化纤、麻等类型纤维的织造，通过多臂机纹板的改换，可以方便地织造平纹、斜纹、缎纹及小花纹等织物。 引纬形式：挠性剑杆引纬； 公称筘幅： 180、 200、 230、 280、 300、 340、 360 综框页数：最多 16；页手向：左手车 转速： 160-200 转 /分（ 180、 200）、 120-180 转 /分（ 230、 280、 300、 340、360） 电机功率： 1.5kw（ 180、 200、 230、 280、 300） 、 1.8kw（ 340、 360） 选色：六色选色箱； 传动：单电机三角皮带经离合器，制动器传动 开口：多臂开口，卧式弹簧箱回综； 打纬：四连杆曲轴牵手打纬；送经：立式外侧送经； 卷取：蜗轮蜗杆式卷取；经停：六列式电子停经 纬停：压电式纬停；伸 幅：单排铜刺环辊式；绞边：综框式绞边； 卷布：扭簧自加压式卷布；边剪：筘座撞动式边剪；电器控制：单片机控制 nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 4 课题调研 4.1 课题描述 本课题的设计需要具备纺织机械设计的能力和解决问题的能力，因此，在熟练掌握机械零部件、机械结构设计技能的基础上需要深入了解 粗纱机设计制造相关知识及其相关技能。针对本课题对粗纱机升降平衡机构设计，对相关行业的实际情况进行调研是设计之初所必须进行的前期工作。本课题涉及的内容是粗纱机升降机构设计，并在此基础上针对其中升降机构设计。因此，需要对产品外观设计方面的知识和设计制造方面的知识进行全面的了解并合理的运用。现在的粗纱机随着市场技术革新异常迅速，产品的自动化程度越来越高、生产成本是越来越低，对于纺织机械用户来说功能实用、自动化程度高、生产效率好的纺纱机械受到更多人的青睐。 现在的产品设计大量的运用 自控技术 、 信息技术 、 新材料技术、 变 频技术、微电子技术、数控技术 以及人们环保意识的增强 ,纺织机械设备进入了智能化和绿色化 发展阶段 了， 使粗纱机有了质的飞跃，逐步取消了机械传动机构、机械操作机构和执行机构（变速机构、差动机构、成型机构和张力微调装置等），使整机结构简单、维修方便、运行可靠、噪音低，同时设计过程中采用了装配设计（ Design for Assembly-DFA）、拆卸设计 (Design for Disassembly-DFD)、回收设计（ Design for Recovering & Recycling-DFR）等绿色设计 方法。 不仅简化了产品的创新设计难度，增加了产品的多样性选择，缩短了产品研发时间，而且保证了产品的质量并降低了成本。 4.2 课题分析 课题要求进行粗纱机升降平衡机构的设计， 在对粗纱机的工作原理特点、技术参数分析后，采用何种升降方式，应该有大致的方向 。升降装置的作用是使升降龙筋作有规律的运动。国产粗纱机的升降装置，主要有链条动滑轮式和齿条式两种。链条动滑轮式升降装：由变速系统传来的速度使升降平衡轴作正反交替运动，多用于 FA401,FA423,A454,A456 及 1271 等型粗纱机上；齿条式升nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 降装置 ，由变速机构 传来的速度通过轮系及换向齿轮传至升降轴， 及换向齿轮传至升， 通过固定装在升降轴上的升降齿轮传至固装在升降龙筋上的升降齿条，从而实现升降龙筋的升降运动， 多用于 A453B,1251 和 1252 等型粗纱机上。 纺织机械设计基本思路和生产制造的原理是基础，粗纱机的工作原理和选择是设计的前提，在郑州纺织机械股份有限公司实习的过程中，指导老师的经验告诉我们： 粗纱机升降平衡机构 的设计最难之处在怎么样综合各种影响因素进行合理的设计，以下是设计的可行性分析： 粗纱机的任务 :由熟条纺成粗纱约需要 150 倍以上的牵伸，而目前一般细纱机 的牵伸能力不超过 50 倍。所以，在当前条件下，并条与细纱之间还需要粗纱机来承担一定的牵伸，已减轻细纱机的牵伸负担。其任务如下： （ 1）牵伸 将熟条抽长拉细，施以 5 12 倍的牵伸，并进一步改善纤维的平行伸直度与分离度。 （ 2）加捻 将牵伸后的须条加上适当的捻度，使粗纱具有一定的强力，防止意外伸长。 （ 3）卷绕与成型 将加捻后的粗纱卷绕在筒管上，制成一定形状和大小的卷装，便于搬运，贮存，并适应细纱机的喂入。 粗纱机工艺的流程： 粗纱机的主要分喂入、牵伸、加捻和卷绕等部分，棉条从机后棉条筒内引出，经导条辊传递 输送，喂入牵伸装置。经过牵伸后从前罗拉钳口输出的须条因强力太低，故由回转的锭翼加上适当的捻度 (30 65 捻 /m)形成粗纱。粗纱穿地锭翼的顶也和侧孔，进入锭翼导纱臂，然后从导纱臂下端引出，在压掌曲臂上绕几圈，再引向压掌叶绕到筒管上。 为了将粗纱有规律地卷绕在筒管上，筒管一方面以高于锭翼的转速回转，另一方 面又随龙筋作升降运动，最终将粗纱以螺旋线状绕在纱管表面上。随着纱管卷绕半径的逐渐增大，每圈粗纱的卷绕长度也随之增加；由于前罗拉的输出速度是恒定的，因此，筒管的转速和龙筋的升降速度必须逐层递减。为了获得两端截头 圆锥形、中间为圆柱形的卷装外形，龙筋的升降动程还必须逐层缩短 主要是对粗纱机的卷绕成型部分的升降机构做相应的设计与计算，根据现有的资料和技术来探讨粗纱机升降机构的平衡问题，使之更趋于完善！ nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 课题要求进行其工艺设计，工装设计，零件设计以及撰写设计说明书，完成图纸。根据现有资料和所学知识和老师的精心指导，应当能完成所要求的任务！ 4.3 设计难点 （ 1）随着纱管卷绕半径的逐渐增大，每圈粗纱的卷绕长度也随之增加；筒管的转速和龙筋的升降速度必须逐层递减，结构设计复杂。 （ 2） 链条式升降平衡机构：动力链条教易变形 伸长，使龙筋平装后容易走动； 升降龙筋全靠本身自重而下降，平衡重锤的总重又不能太大，否则，一旦链条伸长或升降槽内积花，就可能造成升降龙筋下降呆滞或打顿现象。 （ 3） 齿条式升降平衡机构：龙筋的升降运动和平衡机构分开，所以结构较复杂；齿轮和齿条的安装精度要求很高，龙筋的升降轻快与否，很大程度上取决于齿轮和齿条的安装精度；平衡机构装在机架一侧，使机架一侧受力，机架在力矩作用下易发生走动；齿条升降要求空间较大，最低位置不碰地面，最高位置不碰机面，因而机身较高 （ 4）在各种图纸设计中，各种参数、配合、标注等技术资料一定 要符合国家标准。 4.4 设计中具体需要完成的工作 （ 1） 链条式升降平衡机构和齿条式升降平衡机构 优缺点对比，选择较好的设计方案。 （ 2） 筋升降运动分析 :粗纱卷绕的条件分析、龙筋升降运动分析。 （ 3） 粗纱机的传动系统 的工艺要求分析 ,在卷绕过程中，必须严格控制卷绕线速度与前罗拉输出线速度一致。 （ 4） 相关机构计算及分析。 nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 4.5 课题调研总结 本课题的主要设计目标是检验并锻炼自己怎么样把大学期间所学的专业知识综合起来进行设计能力，为今后的设计工作打下坚实的基础，尤其是粗纱机升降平衡机构设计方面知识的综合运用能力的锻炼。在今后的工作中真正的 把理论知识合理运用到实际操作中还是需要一段时间的锻炼的。前期的知识准备将是务必认真进行的工作，在产品的创新设计时借助先进的设计方法将是必须的，而积极努力设计出结构优化的产品并适应市场的需求将是今后着力重视的问题。 粗纱机升降平衡机构设计前的调研锻炼了我的分析能力和查阅资料的能力，更重要的是从实习中得到了对本课题设计少走弯路的经验。同时 实习期间，除了浅层次地学习了专业技能外，我还感受和体会到了很多技能之外的东西 我真正感觉到步入社会后我们要学得的东西很多，差距还是有的，专业课知识的欠缺、动手能力不足等等，我也知 道这不是一天两能够学会的，不过我坚信我能做到这一点。 这次实习对我的毕业设计也有很大的帮助，我想能够在以后的设计过程中体会到很多东西。最后还应该感谢老师给的此次机会，让我真正学到了很多专业和社会知识。 nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 5.实习总结 通过郑州纺织机械股份有限公司的实习，了解了纺织机械行业相关知识。在机械行业中，每一个机械零部件的设计都要充分考虑其现实的市场需求，再次基础上针对其工作环境的要求设计出耐用、实用的产品。而拥有了自己的特色技术之后也不能仅仅以这些技术为傲，还应该大力发展并深入研究，本着创新设计的思想研发 出更加满足市场需求的产品，不断的创新才是企业的生存之道 通过本次实习及上述分析，我对此次设计任务有了更加明确的认识，并且对接下来的工作有了初步的构想，比如初步确定可行性方案及零件的结构工艺，对粗纱机升降平衡机构设计有了总体上的认识和清晰地思路，为下一步的设计制作打下了很好的基础。 对设计有了更深的理解，设计并不是想象中的容易，设计前的准备工作是非常有必要的，不能盲目的封闭式的设计，而应该先到相关市场企业亲自调研，了解粗纱机升降平衡机构的设计与制造的特点及一般步骤，这次实习不仅仅是掌握了纺织机械的有关知识，同 时也学习到了产品的工艺知识，实习让我对自己的工作也有了一定的方向性。 通过这次 实习 ， 开阔了我的视野，让我 学到了很多 东西 。 虽然看到的有些东西与自己的毕业设计没有直接联系，但我依然学到了许多有用的东西，加深了我对很多机械结构的认识，对我毕业设计还是有很大的帮助。通过本次实习，我也对机械行业有了更深的了解，对我以后踏入本行业打下了一定的基础。 毕业设计是我们在大学校园里的最后一个环节了，我们在学校里学的好坏，将会在这里得到检验。 毕业实习又是毕业设计的必备环节，正因为如此，此次实习对于学习机械专业的我们来说，就显得 尤为重要。在本次实习中，我们主要向使用者学习，了解产品存在的问题及改进的愿望和要求，由此可减少设计的盲目性，提高效率。 nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 通过这次 实习 我坚信通过这一段时间的实习，所获得的实践经验对我 以后的学习、工作是 终身受益，在我毕业后的实际工作中将不断的得到验证，我会不断的理解和体会实习中所学到的知识，在未来的工作中我将把我所学到的理论知识和实践经验不断的应用到实际工作来，充分展示自我的个人价值和人生价值。为实现自我的理想和光明的前程努力。 nts中原工学院毕业设计 实习报告 1 6参考文献 1. 周炳荣主编 .纺纱机械 .北京 :中国纺织出 版社， 1999.10 2. 陈人哲 .纺织机械设计原理 .上册 (第二版 ).北京 :中国纺织出版社， 1996 3. 陈浦 .纺纱工艺学 .上海 :上海交通大学出版社， 1994 4. 濮良贵，纪名刚主编 .机械设计（第七版） . 北京 :高等教育出版社 ,2001. 5. 孙桓，陈作模，葛文杰主编 . 机械原理（第七版） . 北京 :高等教育出版社 ,2006. 6. 邹慧君主编 .机械运动方案设计手册 .上海 :上海交通大学出版社， 1994. 7. 杨基厚主编 .机构运动学与动力学 .北京：机械工业出版社 ,1986. nts 毕业设计（论文）说明书 题目名称 ： 粗纱机升降平衡机构设计 院系名称 ： 机电学院 班 级 ： 学 号 ： 学生姓名 ： 指导教师 ： nts II 摘要 升降装置的作用是使升降龙筋作有规律的运动。粗纱卷绕时， 每绕一圈粗纱，升降龙筋需移动一个圈距，因为筒管的卷绕速度与纱管的卷绕直径成反比，所以升降龙筋的升降速度，也需依此规律变化。故升降龙筋的升降、筒管的卷绕传动可由同一变速机构来承担。为了逐层卷绕粗纱，每绕完一层后，升降龙筋需换向一次；为了使纱管两端呈截头圆锥体形状，每绕完一层粗纱后，升降龙筋的动程应缩短一些， 以使管纱各卷绕层高度逐层缩短。 本次设计的是链条式升降装置 。如图所示。由变速系统传来的变速使升降平衡轴作正反向交替运动。升降平衡轴上固装有升降链轮，通过链条与摆臂 ( 升降杆 )的中部相联，摆臂以支点，另一端 托持升降龙筋。当升降轴往复回转时，升降龙筋在摆臂的放大作用下，完成升降运动。 为了减轻负荷、降低功率消耗，在升降平衡轴上与摆臂对应的方向挂有平衡重锤。当升降龙筋上升时，平衡重锤下降，借 重锤的重量托扶升降龙筋帮其上升。但因升降龙筋全靠本身自重而下降，所以平衡重锤的总重又不能太大，以保证使升降龙筋的重力矩略大于平衡重力矩。 关键词 ：粗纱机，链条式，升降装置，升降龙筋 nts IIIAbstract The elevating gear function is causes to rise and fall Long Jin tomake the orderly movement. When coarse yarn coiling, every timecircles coarse yarn, rises and falls Long Jinxu to move a circledistance, because Bobbin coiling speed with Yarn tube the coiling diameterhas the inverse ratio, therefore rises and falls Long Jin thefluctuation speed, also must depend on this rule change. Thereforerises and falls Long Jin the fluctuation, Bobbin the coilingtransmission may undertake by the identical gearshift mechanism. Forby the level coiling coarse yarn, after every time circles, rises andfalls Long Jinxu to commutate time; In order to cause Yarn tube thebeginnings and ends to assume the truncation cone shape, after everytime circles coarse yarn, rises and falls Long Jin the range ofmovement to be supposed to reduce some. This design is the chain link type elevating gear. Like the chartshows. The speed change transmits which by the speed change systemcauses the fluctuation Balance Shaft to make the pro and con to thealternating motion. The fluctuation Balance Shaft on firmly is loaded withrises and falls chain wheel , with suspends arm (Lifter) middleunites through the chain link, suspends the arm take a as the pivot,another end request holds the fluctuation dragon muscle. When fluctuation axis reciprocation rotation, rises and falls Long Jin atto suspend the arm under the amplification, completes the vibratory movement. In order to reduce the load, the derate consumption, Balance Shaft on andsuspends the direction at the fluctuation which the arm corresponds tohang has the balanced steelyard weight . When the fluctuation dragonmuscle rises, the balanced steelyard weight drops, borrows The steelyard weight weight request holds rises and falls LongJin to help its rise. But because the fluctuation dragon muscledepends entirely on itself is self-possessed drops, therefore balancesthe steelyard weight the gross weight not to be able too to be big,guaranteed causes to rise and fall Long Jin the heavy moment of forceslightly to be bigger than Balance weight the moment of force. nts IV Key words: Fly frame, chain link type, elevating gear,fluctuation dragon muscle 前言 纺织行业是我国国民经济中的一个重要行业， 在保障全国人民衣被供应的同时，对保证国民经济的高速度增长、以及增加财政收入和外汇收入，一直发挥着重要作用。 我国拥有超过全球 30%的纺织品生产能力和全球 1/4的纺机市场。然而，纺织机械是纺织行业的支持性产业，目前 中国纺织机械的市场容量大约在 80亿美元左右，占到世界市场容量的 30%；有量大面广、纺织行业是我国国民经济中的一个重要行业； 在保障全国人民衣被供应的同时，对保证国民经济的高速度增长、以及增加财政收入和外汇收入，一直发挥着重要作用 。 机器结构典型、生产技术先进等特点。但 限于目前的技术水平和设计方法，粗纱机的传动系统乃然非常复杂和笨重，传动链长，传动零件多，工作噪声大。由于机械传动链的非线性误差较大，使粗纱张力的控制很不稳定，调速精度不高，动态响应差；因此如何改善这些缺点，已经成为国内外众多专家和技术人员所关心 的课题。另外工艺计算，品种变换非常麻烦，品种变换范围较小，生产值与理论给定值有一定的偏差，使粗纱机质量，产量的进一步提高受到限制。 在粗纱机中，升降平衡轴上装有升降链轮，通过链轮带动升降杠杆作上下摆动，当升降平衡轴做正反向回转时，下龙筋在升降杠杆的放大作用下，完成升降运动。在这一个升降运动过程中，如果升降龙筋不采取平衡措施，则龙筋上升的负荷大，龙筋下降的负荷小，造成动力负荷的不均匀，这将会严重影响机械的使用寿命和产品的质量问题。因此，如何合理的设计龙筋的升降平衡机构就是 本次毕业设计所研究的关键问题。 课题要求 进行粗纱机升降平衡机构的设计。升降装置的作用是使升降龙筋作有规律的运动。国产粗纱机的升降装置，主要有链条动滑轮式和齿条式两种。链条动滑轮式升降装：由变速系统传来的速度使升降平衡轴作正反交替运动，多用于FA401,FA423,A454,A456 及 1271等型粗纱机上；齿条式升降装置 ，由变速机构传来的速度通过轮系及换向齿轮传至升降轴， 及换向齿轮传至升， 通过固定装在升降轴上的升降齿轮传至固装在升降龙筋上的升降齿条，从而实现升降龙筋的升降运动， 多用于 A453B,1251 和 1252等型粗纱机上。 nts V 本次毕业设计 进行 链条动滑轮式升降平衡机构的设计。主要是对粗纱机的卷绕成型部分的升降机构做相应的设计与计算，根据现有的资料和技术来探讨粗纱机升降机构的平衡问题，使之更趋于完善！nts 1目录 1 纺织工业及粗纱机概述 . 3 1.1 2010 年我国纺织工业发展概论 . 3 1.2 粗纱机型号 . 5 1.3 粗纱机主要技术参数 . 5 1.4 粗纱机的传动系统概述 . 6 2 粗纱机的任务及其工艺流程 . 8 2.1 粗纱机的工序 . 8 2.2 粗纱机工艺的流程 . 8 3 龙筋换向及其升降平衡 . 9 3.1 有关龙筋 . 9 3.2 升降装置概述 . 9 3.3 换向机构 . 9 3.4 粗纱机升降装置 . 10 3.4.1 链条式升降装置 . 10 3.4.2 齿条式升降装置 . 11 3.5 两种升降平衡机构优缺点对比 . 12 3.5.1 链条式升降平衡机构的优缺点： . 12 3.5.2 齿条式升降平衡机构的优缺点： . 12 4 龙筋升降运动分析 . 13 4.1 粗纱卷绕的条件分析 . 13 4.3 龙筋升降运动分析 . 16 5 传 动 方 案 . 18 5.1 粗纱机卷绕传动系统的发展 . 18 5.2 粗纱机的传动系统 . 19 5.3 粗纱机传动系统及各部件分析 . 21 5.3.1 粗纱机的机械传动 . 21 5.3.2 变换齿轮的作用 . 21 6 机构计算及分析 . 23 6.1 重锤重量的计算及结构分析 . 23 6.2 轴的计算 . 25 6.3 联轴器的选择 : . 25 6.3.1 类型选择 . 25 6.3.2 载荷计算 . 25 nts 26.3.3 型号选 择 . 26 6.4 其他问题 . 26 6.4.1 轴承的润滑 . 26 6.4.3 产量计算 . 27 7 结 论 . 28 参考文献 . 29 致 谢 . 30 nts 31 纺织工 业及粗纱机概述 1.1 2010 年我国纺织工业发展概论 国家紧紧围绕“保增长、扩内需、调结构”采取了一系列宏观调控政策，为我国纺织行业提供了较为宽松的国内发展环境，在全球经济不景气、国际市场持续低迷的情况下，我国纺织行业仍然呈现出了健康、稳定发展的良好局面。 2010年，我国纺织行业面临的国内外经济环境将较 2009 年明显改善，行业整体上具备继续稳步回升的条件。 国际市场需求的恢复速度整体上是缓慢稳定上升；我国宏观经济将继续回升向好，国内就业状况得到稳定，市场信心继续提高，内需市场实现稳定增长；行业调整升级步伐 继续加快，内生动力贡献将更加突出， 2010年是纺织工业“十一五”发展纲要实施的最后一年，也是振兴规划落实的第二年，加快推进产业结构调整和产业升级是纺织行业的重要发展任务；但同时也仍然面临一系列不确定性因素不确定因素仍然存在，生产要素价格上涨，纺织企业的成本压力将明显增加；近期央行已宣布上调存款准备金率 0.5个百分点，纺织企业的融资难问题可能会更加突出；出口环境，贸易保护主义抬头；随着美元流动性迅速提高，人民币升值的压力正在日益凸现，进一步增加了行业出口的不确定性。综合国内外市场走势及相关影响因素判断 ，尽管 2010 年纺织行业仍然面临一系列不确定因素，出口增长也仍然难以恢复到较高水平，但内需市场仍将对行业发挥显著拉动作用，行业结构调整和产业升级将继续取得成效，在国际市场环境基本保持稳定的条件下，纺织行业将继续实现稳步回升。预计 2010 年规模以上全行业工业总产值、利润总额均有望实现两位数增长。 我国纺织行业的市场化程度很高，机械设备的更新在各行业也处于前列， 纺纱机械历来在经济上占有重要地位；有量大面广、机器结构典型、生产技术先进等特点。纺纱机械是将纤维原料加工成纱线的机器，其机械结构和组成与纤维纺纱技术有关 。然而各种纤维的纺纱过程具有类同的工序，如原料初加工 开松、混合 梳理 并条 粗纱 细纱；故同工序的机器也就具有相同或类似的原理。 我国纺纱机的发展是朝着 高速、高效、大牵伸、大卷装、自动化、连续化、机电一体化、智能化和绿色化方向发展 。我们应该密切关注世界新型纺织机械的发展动向，积极利用新技术的成果，以提高我国纺织技术的水平。 在 20世纪 50年代至 90年代初期，基本以竖锭为主，在牵深形式、加压方式、适用范围等方面逐步的改进和发展， 50-60年代，其代表机型有 A453B型：锭速600-700r/min左右，卷装 122 280、 A456A型：锭速 1000r/min左右，卷装 nts 4135 320； 90年代中、后期，随着改革开放的不断深入，粗纱机的制造有了长足的发展，由竖锭转入悬锭，通过改进润滑条件、提高设备加工精度、采用张力补偿等一系列措施，使设备的自动化程度日益提高，为粗纱机的高产、优质、大卷装制造了条件，其代表机型有 FA系列，如 FA401、 FA421、 FA481（锭翼转速1200r/min，卷装 152 400）。 进入 21 世纪，随着 自控技术、信息技术、新材料技术、 变频技术、微电子技术、数控技术的 广泛应用 以及人们环保意识的增强 ,纺织机械设备进入了智能化和 绿色化 发展阶段。使粗纱机有了质的飞跃，逐步取消了机械传动机构、机械操作机构和执行机构（变速机构、差动机构、成型机构和张力微调装置等），使整机结构简单、维修方便、运行可靠、噪音低。 同时设计过程中采用了装配设计（ Design for Assembly-DFA）、拆卸设计(Design for Disassembly-DFD)、回收设计（ Design for Recovering & Recycling-DFR）等绿色设计方法。由多台电动机传 动各主要元件，采用可编程控制（ PLC）及工业计算机，通过闭环实现各机件的同步匹配；并逐步取消了除牵深变换齿轮以外的其他变换齿轮，采用接触屏完成参数设置、运行监控、故障显示报警，操作使用监控，实现人机对话、快捷方便；并采用集中系统润滑定时、定量对各运动副进行自动润滑，其代表机型有 EJ521A型、 FA425 型、 FA468型、 FA491型。国外：丰田 FL-100型、青泽 670型、立达 F5D型等。 nts 51.2 粗纱机型号 型号 锭距 成形尺寸 FA422-12 220 150 300 FA422-16 220 150 400 FA420 194 135 400 FA401 216 152 400 1.3 粗纱机主要技术参数 FA422-16 FA422-12 FA420 锭距 mm 220 220 194 锭数 96,108,120 96,108,120 96,108,120 卷装尺寸 mm 150400 150300 135400 筒管尺寸 45445 45345 45445 牵伸形 式 四罗拉双短皮圈牵伸（三罗拉双短皮圈选用） 牵伸倍数 4.2-12 捻度范围（捻 /m） 18.6-81 适 纺 纤 维 长 度（ Tex） 22-65 适 纺 纤 维 密 度(Tex) 200-1200 加压形式 SKF-PK1500 或 YJ4-1904 弹簧摇架加压 罗拉直径 mm 上罗拉： 28, 28, 25, 28 下罗拉： 28.5, 28.5, 28.5, 28.5 清洁方式 积极回转式绒带清洁及巡回式吸吹风装置 机械锭速（转 /分） 1200 型 号 参 数 nts 6全机功率 14.25 11.25 14.25 1.4 粗纱机的传动系统概述 国产 粗纱机的传动系统 的发展主要体现在对卷绕传动系统的改进上 ，粗纱机的传动系统非常复杂和笨重，传动链长，传动零件多，仅齿轮就达 500 多只。由于机械传动链的非线性误差较大，使粗纱张力的控制很不分的稳定，调速精度不高，动态响应差；另外工艺计算，品种变换非常麻烦，品种变换范围较小，生产值与理论给定值有一定的偏差，使粗纱机质量，产量的进一步提高受到限制。为了改善这种状况，提高粗纱机的机电一体化水平，人们对粗纱机进行了多方面的改造，其中粗纱机的传动系统的改造取得了显著成果。 进入二十世纪九十年代， 数控电路、变频技术及微电子技术开始在纺织设备上使用，粗纱机的卷绕传动系统中取消了传统的铁炮变速装置、成型装置和张力微调装置，用两个电机在先进的工业计算机和变频器的控制下完成粗纱的卷绕成型以及牵伸、加捻的同步运转，其传动系统如图 6-4-4 所示。其代表机型有 FA425。 同时粗纱机的卷绕传动部分也有了大的改变，不仅取消了 变速、成型、张力补偿装置和差动装置，而且取消了除牵伸以外的所有工艺参数变换齿轮，采用PLC 及工业计算机，通过变频、伺服系统控制多台电机分别传动锭翼、罗拉、卷绕部分和龙筋，以代替原有的传动系统。其代表机型有 FA468、 FA491。 nts 7近年来，随着电力电子与自动化技术在各行业的广泛应用与深入普及，为满足进一步提高纺机竞争力的内在要求，实现粗纱机高速、高效、高度机电一体化已是国内外粗纱机发展的必然趋势，代表当今最高技术的新型粗纱机的传动系统结构见图 1 所示，整机采用四台变频控制的电机分别来实现粗纱的牵伸、加捻、卷绕、 成型工序。 nts 82 粗纱机的任务及其工艺流程 2.1 粗纱机的工序 由熟条纺成粗纱约需要 150 倍以上的牵伸，而目前一般细纱机的牵伸能力不超过 50 倍。所以，在当前条件下，并条与细纱之间还需要粗纱机来承担一定的牵伸，已减轻细纱机的牵伸负担。 粗 纱工序是纺制细纱前 准备工序，主要包括以下四个主要工序： (1).牵伸（罗拉） ： 将熟条抽长拉细，施以 5 12倍的牵伸， 分担细纱机 牵伸比。 并进一步改善纤维的平行伸直度与分离度。 (2).加捻（锭翼） ： 将牵伸后的须条加上适当的捻度，使粗纱具有一定的强力，防止意外伸长。 (3).卷绕（筒管） ： 卷绕与成型 将加捻后的粗纱卷绕在筒管上，制成一定形状和大小的卷装，便于搬运，贮存，并适应细纱机的喂入。 (4).成形（龙筋） ： 卷绕成两端成锥形 粗纱，便于细纱机 退绕喂入 。 2.2 粗纱机工艺的流程 粗纱机的主要分喂入、牵伸、加捻和卷绕等部分，棉条从机后棉条筒内引出，经导条辊传递输送，喂入牵伸装置。经过牵伸后从 前罗拉钳口输出的须条因强力太低，故由回转的锭翼加上适当的捻度 (30 65 捻 /m)形成粗纱。粗纱穿地锭翼的顶也和侧孔，进入锭翼导纱臂，然后从导纱臂下端引出，在压掌曲臂上绕几圈，再引向压掌叶绕到筒管上。 为了将粗纱有规律地卷绕在筒管上，筒管一方面以高于锭翼的转速回转，另一方 面又随龙筋作升降运动，最终将粗纱以螺旋线状绕在纱管表面上。随着纱管卷绕半径的逐渐增大，每圈粗纱的卷绕长度也随之增加；由于前罗拉的输出速度是恒定的，因此，筒管的转速和龙筋的升降速度必须逐层递减。为了获得两端截头圆锥形、中间为圆柱形的卷装外形， 龙筋的升降动程还必须逐层缩短。 nts 93 龙筋换向及其升降平衡 3.1 有关龙筋 龙筋为长方形钢铁构件，并由数段拼接起来，长贯全机，龙筋上装有同锭数相等的锭管，螺旋齿轮和管筒齿轮以及传动轴，托角，龙筋盖板等机件。纺纱过程中还增加管纱的重量，所以龙筋很重。以 A456 系列粗纱机 108 锭为例，龙筋等机件重约 940Kg,满管纱重约 160Kg,总重约 1100Kg。如果龙筋不采取平衡措施，则龙筋上升负载大，龙筋下降负荷小，造成动力负荷的不均匀，因此龙筋的升降必须采取平衡措施。一般采用生铁重锤来取得平衡，为使教轻 的重锤与较重的龙筋取得平衡，在平衡结构中采用杠杆原理或动滑轮原理。 3.2 升降装置概述 升降装置的作用是使升降龙筋作有规律的运动。粗纱卷绕时，每绕一圈粗纱，升降龙筋需移动一个圈距，因为筒管的卷绕速度与纱管的卷绕直径成反比，所以升降龙筋的升降速度，也需依此规律变化。故升降龙筋的升降、筒管的卷绕传动可由同一变速机构来承担。为了逐层卷绕粗纱，每绕完一层后，升降龙筋需换向一次；为了使纱管两端呈截头圆锥体形状，龙筋的动程随卷装直径增大逐层缩短，有成形机构控制完成，全机配有平衡重锤或平衡弹簧。为平衡龙筋及筒管等装置的重量每绕完一层粗纱后，升降龙筋的动程应缩短一些。升降龙筋的换向及动程的缩短都是由升降龙筋在极限位置时，通过机械式或电气式自动控制机构来完成的。 3.3 换向机构 换向机构由一对换向齿轮组成，不同机型，换向齿轮的设置不同。 FA425型粗纱机的换向机构如图 3-3-1所示，由变速系统传来的变速通过齿轮 1传动两活套在换向轴上的换向齿轮 2以相反的方向回转，当离合器 3吸合时，换向轴以左边的换向齿轮转向回转，并通过蜗杆蜗轮将变速输出至升降轴；当离合器 3释放而离合器 4吸合时，换向轴以右边的换向齿轮转向回转输出，从而改变了 升降轴的运动方向。 nts 10图 3-3-1 FA425 型粗纱机的换向机构 3.4 粗纱机升降装置 国产粗纱机的升降装置，大体上有链条式和齿条式两种。 3.4.1 链条式升降装置 图 3-4-1 链条式升降装置 如图 3-4-1所示。由变速系统传来的变速使升降平衡轴 3作正反向交替运动。升降平衡轴上固装有升降链轮 2，通过链条与摆臂 5( 升降杆 )的中部相联，摆臂以为支点，另一端托持升降龙筋。当升降轴往复回转时，升降龙筋在摆臂的放nts 11大作用下，完成升降运动。 为了减轻负荷、降低功率消耗，在升降平衡轴上与摆臂对 应的方向挂有平衡重锤 6。当升降龙筋上升时，平衡重锤下降，借重锤的重量托扶升降龙筋帮其上升。但因升降龙筋全靠本身自重而下降，所以平衡重锤的总重又不能太大，以保证使升降龙筋的重力矩略大于平衡重力矩。否则，一旦链条伸长或升降槽内积花，就可能造成升降龙筋下降呆滞或打顿现象。 升降龙筋的垂直升降是靠各机架上的导向滑槽来保证的。链条式升降装置的升降平衡轴可设在升降龙筋上升的最高位置上方，升降轮和重锤链轮均装在升降平衡轴上，可使升降龙筋的最低位置很低（对于固定龙筋处于上方的吊锭机构来说则可更低），从而为增加卷装高度创造了 有利的条件。 在图 3-4-1中，当升降轴顺时针转动时，重锤链轮放出链条，使重锤做下降运动；与此同时，升降链轮卷取链条，使装有动滑轮的升降贡杆向上摆动即管筒（龙筋）做上升运动，当升降轴逆时钟转动时，情况正好相反。 由此可知，在正常情况下，龙筋的升降运动受链条卷取和放出链条长度的控制。其差别在于：上升运动是积极控制的，而下降运动是消极控制的。 3.4.2 齿条式升降装置 图 3-4-2 齿条式升降装置 图 3-4-2为粗纱机的齿条式升降装置，由变速机构传来的变速通过轮系及换向齿轮传至升降轴 7，通过固装在升降轴上的升降齿轮 8传动固装在升降龙筋上的升降齿条 1，从而实现升降龙筋 2的升降运动。齿条式升降装置的升降轴设在nts 12升降龙筋降至最低位置时的下方，以方便升降杠杆的运动。当升降龙筋处于最低位置时 ,为了保证升降齿条的下降 ,升降轴离地高度应大于龙筋的升降高度。为了减轻传动负荷，升降装置设有平衡轴。 3.5 两种升降平衡机构优缺点对比 3.5.1 链条式升降平衡机构的优缺点： 链条式升降平衡机构的优点 : （ 1） .升降链轮 与重锤链轮装在同一根轴上，升降轴即为平衡轴，所以结构简单。 （ 2） .由于采用链条升降，龙筋的最低位置能够相当接近地面，因而在装卷高度相同的情况下，机面高度可以设计的更低些。 链条式升降平衡机构的缺点： （ 1） .动力链条教易变形伸长，使龙筋平装后容易走动。 （ 2） .龙筋下降完全依靠自重，因而较易发生打顿现象。 3.5.2 齿条式升降平衡机构的优缺点： 齿条式升降平衡机构的优点 : （ 1） .龙筋平装后不易走动。 （ 2） .龙筋下降运动虽然也是消极的，但是有阻力齿轮会迫使龙筋下降，龙筋即由消极变为积极下降，因而能避 免较明显的打顿现象。 齿条式升降平衡机构的缺点： （ 1） .龙筋的升降运动和平衡机构分开，所以结构较复杂。 （ 2） .齿轮和齿条的安装精度要求很高，龙筋的升降轻快与否，很大程度 取决于齿轮和齿条的安装精度。 （ 3） .平衡机构装在机架一侧，使机架一侧受力，机架在力矩作用下易走动。 （ 4） .齿条升降要求空间较大，最低位置不碰地面，最高位置不碰机面， 而机身较高。如 A453B 型粗纱机卷装高度为 320mm，而机面离地的高度有 1080mm, A456系列粗纱机卷装高度为 320mm, 而机面离地的高度 1060mm。 综合 上述两种机构的优缺点，本次设计采用链条式升降平衡机构 nts 134 龙筋升降运动分析 4.1 粗纱卷绕的条件分析 为了将管纱绕成上述的形状，粗纱卷绕时，必须符合以下四个条件： 1. 管纱的卷绕速度与卷绕直径成反比 粗纱卷绕时，任一时间内管纱的绕取长度，必须和前罗拉输出的长度相等，即 xw dLn(4-1-1) 式中：wn 管纱的卷绕转速 (r/min)； L 单位时间前罗拉输出纱条的长度 (mm/min)； dx 管纱的卷绕直径 (mm)。 由式 (4-1-1)可知，由于前罗拉的输出速度是常量，且管纱的卷绕直径逐层增大，因此管纱卷绕转速，在同一层内相同，而随着卷绕直径的变大应逐层减慢，即与管纱的卷绕直径成反比。 2. 筒管与锭翼有相对运动 粗纱通过锭翼压掌的引导卷绕到筒管上，筒管和锭翼必须有相对运动，才能实现卷绕。由于筒管和锭翼同向回转，因此两者的转速应有差异。筒管回转速度大于锭翼回转速度的称为管导，锭翼回转速度大于筒管 回转速度的称为翼导。管导与翼导时的压掌导纱方向、筒管绕纱方向各不相同，如图 6-4-2 所示。 由于加捻过程中 ,锭翼转速恒定不变，因此采用翼导时，筒管转速随着卷绕直径的增加而增大，致使管纱回转不稳定，动力消耗不平衡，而且断头后，管纱上的纱头在回转气流作用下退绕飘头，易影响邻纱。此外，采用翼导还会因传动惯性而使开车启动时张力增加而导致断头。所以在棉纺粗纱机上，都采用管导式卷绕。在卷绕中，筒管转速与锭翼转速之差为卷绕的转速 nw，即 w b s （ 4-1-2） 式中： b 筒管的回转速度 (r/min)； s 锭翼的回转速度 (r/min)，即锭子转速。 由式 (4-1-2)可知，筒管的回转速度由恒速和变速两部分组成，筒管的恒速与锭速相等，筒管的变速为卷绕速度，与管纱的卷绕直径成反比。 3. 筒管的升降速度与管纱的卷绕直径成反比 粗纱逐圈轴向排列是由 升降龙筋带动筒管作升降运动而实现的，每绕一圈粗纱，升降龙筋需移动一个圈距。 升降龙筋的升降速度为： nts 14xdaLv （ 4-1-3） 式中： a 粗 纱轴向卷绕圈距 (mm)。 如果粗纱线密度不变，轴向卷绕圈距是个常量。由式 (4-1-3)可知，升降龙筋的升降速度在同一卷绕层内相同，而相继各层逐层减慢，即筒管的升降速度与管纱的卷绕直径成反比。 4. 升降龙筋的升降动程逐层缩短 为了使管纱绕成两端呈截头圆锥体的形状，升降龙筋的升降动程需要逐层缩短，以使管纱各卷绕层高度逐层缩短。 根据 FA401 型粗纱机传动系统图可得：筒管每转的龙筋升降距离 S(mm) 所以，龙筋升降 1 厘米内筒管的转数 L（圈 /min） 化简可得： 式中 ：13Z 卷绕齿轮（ 35T ， 36T ， 37T ）； 9 10,ZZ 升 降 分 段 变 换 齿 轮（9 1 03 4 , 3 8 , 2 2 , 3 3 , 3 9 , 4 5T T T T T T）；11Z 升降变换齿轮（ 21 30TT: ）。 工艺设计时，由纺制粗纱的特数计 算相应的龙筋升降 1 厘米内筒管的转数 L（圈 /min），然后根据上式确定合适的升降齿轮9 10,ZZ，11Z，13Z。 4.2 粗纱卷绕速度计算 为了使粗纱沿着筒管轴向排列均匀紧密，还必须使筒管相对与锭翼压掌作升降运动，即完成导纱运动。在图 4-2-1 中，由速度矢量合成的：x c bV V Vuur uur uur（ 4-2-1） 筒管卷绕线速度 b b s xV n n D （ 4-2-2） 在式中： bV 筒管卷绕线速度 (mm/min) 图 4-2-1 1 3 1 09 1 13 5 6 8 1 7 2 9 2 4 5 1 5 6 4 7 5 0 6 6 2 4 8 5 1 03 4 3 8 4 5 3 3 5 6 6 4 3 9 4 2 1 2 3 1 1 0 8 0 0ZZL ZZ 9 1 11 3 1 03 4 3 8 4 5 3 3 5 6 6 4 3 9 4 2 1 2 3 1 1 0 8 0 03 5 6 8 1 7 2 9 2 4 5 1 5 6 4 7 5 0 6 6 2 4 8 5 1 0ZZS ZZ 1 3 1 09 1 16 0 . 8 2 0 ZZL ZZ ggnts 15bn 筒管的回转速度 (r/min)； bn 筒管的回转速度 (r/min)； sn 锭翼的回转速度 (r/min)，即锭子转速 。 xD 筒管卷线直径 (mm) 龙筋的升降速度 在式中： bV 筒管卷绕线速度 (mm/min) ； Vc 筒管卷绕线速度 (mm/min) h 粗纱轴向卷绕圈距 (mm)；xD 筒管卷线直径 (mm) 卷线要求粗纱轴向卷绕高度等于轴向卷绕圈距，使粗纱轴向卷绕紧密而不重叠，由于在实际工作中 Vc 很小，由实际经验 可知，仅仅占 Vx 的 0.0002 左右，因此可以近似认为粗砂卷绕线速度 x b b s xV V n n D 。 （ 4-2-3） 由图 4-2-1 可得： 因此， t a nCxV D co n s tg（ 4-2-4） 上式结果表明，导纱运动规律是导纱速度与卷绕直径成反比。在一落纱时间内，筒管或龙筋的升降速度随卷绕直径的怎加而逐层减小，但在同一卷绕层，龙筋的升降速度不变。 bCxVVhDs i nCBxV hVD nts 164.3 龙筋升降运动分析 图 4-3-1 龙筋升降运动分析 如图 4-3-1 所示。 O 为升降运动的瞬时中心，于是有 : OAVOBVOCV ABC (4-3-1) 又 OB 的延长线与链条交于 D 点，则 D 点为 B 轮的瞬时中心 . 于是有： DEVDBV EB (4-3-2) co sEF VV (4-3-3) 式中各 V 值为各相应点的线速度， E 和 F 是链条中心线与链轮的切点。 于是得： hVDE VDEVDBV FFEB c os(4-3-4) 故 OBOChOBVOBOCVV FBC (4-3-5) 式中 h 为 D 到 EF 的距离。对（ 4-3-5）式再作进一步分析，如图 4-2-2 所示 nts 17图 4-3-2 由图形的几何关系得 2c o s , s i nE H D S E H M H H D D M H D g g g g 2 2 2 2 2c o s , s i n c o sH D M D E H M D g 代入（ 4-3-5）式得 2 2 21s i n c o sCfB D O CVV OBDM （ 4-3-6） 化简（ 4-3-6）式得 s i n 2Cf OCVV OB （ 4-3-7） 由（ 4-3-7）式可知，当升降轴作用时， Vf 为恒速，而 、 OC、 OB 将随龙筋的高低位置不同而变化，因此升降速度 Vc 将随之有一定的变化，为了使龙筋升降速度 Vc 变化小一些，所以应使 AC,AG 的长度大一些。 nts 185 传 动 方 案 5.1 粗纱机卷绕传动系统的发展 国产粗纱机的发展主要体现在对卷绕传动系统的改进上。过去粗纱机的卷绕传动系统由机械式变速装置、差动装置、升降装置、摆动装置及成形装置等组成，各机构间的内在联系见图 5-1-1所示。其代表机型有 A456、 FA401、 FA423、 EJ521等。 进入二十世纪九十年代，数控电路、变频技术及微电子技术开始在纺织设备上使用，粗纱机的卷绕传动系统中取消了传统的铁炮变速装置、成型装置和张力微调装置，用两个电机在先进的工业计算机和变频器的控制下完成粗纱的卷绕成型以及牵伸、加捻的同步运转，其传动系统如图 5-1-1所示。其代表机型有 FA425。同时粗纱机的卷绕传动部分也有了大的改变，不仅取消了变速、成型、张力补偿装置和差动装置，而且取消了除牵伸以外的所有工艺参数变换齿轮，采用 PLC及工业计算机，通过变频、伺服系统控制多台电机 分别传动锭翼、罗拉、卷绕部分和龙筋，以代替原有的传动系统。其代表机型有 FA468、 FA491。 图 5-1-1 传统粗纱机卷绕部分传动简图 nts 195.2 粗纱机的传动系统 对粗纱机传动系统的工艺要求可以归纳为一下几点： （ 1）粗纱机的恒速机件，如牵伸罗拉、导条罗拉、锭子及筒管的恒速部分，都应由主轴直接传动。 （ 2）粗纱的变速机件，如升降龙筋及筒管的变速部分，都需由变速机构来传动。 （ 3）粗纱机的锭子是恒速，改变捻度是由改变前罗拉输出速度来实现的。但前罗拉速度的改变必须与筒管的卷绕线速度一致，因此，改变捻度时， 前罗拉输出速度、筒管卷绕速度和升降龙筋的升降速度必须同时改变，以保证卷绕规律不被破坏。 因机型而异，现以由机电化向智能化的过渡。 5-2-1 传动系统简图 图 5-2-2 FA401 型粗纱机传动简图 粗纱机的传动系统必须满足工艺要求，保证使用方便，而且噪音要小。因粗纱的捻度少、强力低，因此，在卷绕过程中，必须严格控制卷绕线速度与前罗拉输出线速度一致。如下页图所示为 FA401 粗纱机的传动系统图。 nts 205-2-3 FA401 粗纱机的传动系统图 nts 215.3 粗纱机传