外文翻译译文：高速针刺机上的滑动轴承

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题目：高速针刺机上的滑动轴承

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高速针刺机上的滑动轴承

摘要：随着无纺布技术和针刺机技术的发展使得更多的机械生产可以通过提高

机器速度来实现。但因为这些机涔重量很大，故需要依赖于可靠的轴承来实现其

动态负载和运行。这种轴承的设计标准取决于该类轴承在计算机模拟的动态负载

条件下的轴心轨迹的程序设计。本文是对轴承针刺机在高速和动态负载条件下的

评价结果。这个程序和评价结果对针刺机和内燃机的动载轴承设计给出了一个强

大的工具。

关键词：无纺布针刺机轴承动载荷

1、引言

同其他技术而言，纺织技术的发展是为了提高生产效率，提高产品质量。

这两个因素的增加取决于制造技术的发展，新的生产设备的设计解决方案以及它

们应用于材料和设计元素上表现出的高性能。这些方面决定着非织造布技术的发

展。

非织造材料与其他纺织系列材料相比是i种相对较新型的产品。其中无纺布

已经被广泛应用于服装，医学和民用领域。这场纺织竞赛不只产生了新的生产方

法还产生了前所未有的制造机器。同时它还影响着传统机器发生着更为多样的变

化。

非织造布技术的的发展取决于穿刺产品的生产进度。为针刺机设计的新1勺解

决方案和针刺板上新的驱动系统使得了冲压速度获得了提升。经过高度专业化得

公司制造，最近几年穿刺针的材料和设计方面已经取得了重大的变革。不同类型

的穿刺针有着非常广泛的应用，因此在一个制造商的生产计划范围内，用户可以

从制造商那里得到非常专业的咨询信息。只有在针的材料硬度，针刺的数量和形

状，针尖的长度等穿刺针的特殊设计部分才存在不同。

采用不同的设计方案能制造出一台特别的针刺机。且在假定的参数情况下运

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行的无纺布制造中，一台机器有多少个冲压板就决定了它的工作效率。例如在单

位表面或同一打孔深度内运行的穿刺针的多少就决定了工作机效率的不同。另一

种增加针刺机及效率的方法是增加其主轴转速。这种增加效率的方式需要特殊的

机械元件从电机传递动力到机器的针板以改变偏心轮曲轴的往复运动，以及针板

推杆的运动机制。目前；在针刺机驱动系统中最常采用的问题解决方案是齿轮箱

中使用压力喷油润滑或飞溅润滑。这样的问题解决方案既解决了系统过热，也可

保证可靠润滑和减少噪声。提高设备运行速度进而提升制造生产工艺标准以获得

额外的产品。但由于技术的原因需要在机器上安装一个额外且厚重的阻尼器。这

样的一个噪音防止器也是十分必要的。在20世纪的上半叶，针刺机的运动频率

大约为每分钟数百次，而现在运动频率每分钟数千次。随着针刺频率的增加，每

一个穿刺针在穿针板中的深度减少了。在特殊的针刺机中穿刺针运动行程中，初

始穿刺时穿刺孔最大，向后随着针刺机的运动，穿刺孔逐渐减小.这些方面全面

的证明了安装有可靠耐用的拼接敏感节点技术的针刺机系统发展的必要性。

针刺机的传动系统由齿轮箱，滑动轴承，导轨组成。这些构件决定了机器的

工作性能。在针刺机使用的动载轴承的因正确设计和技术从而提高穿刺针冲压速

度，使得机械效率大幅提高。通过了解滑动轴承的如何运行利通过稳健高效的计

算机程序就能实现轴承在针刺机上高效，快速，稳健的要求。

滑动轴承可以在低速或中速条件下承受较大的栽荷。这些轴承被设计为在高

压条件下应被供应更多的润滑油以保证润滑。这样的轴承是静压和动压的混合型

轴承，在非混合摩擦状态下，尽可能控制轴承有效运行。

本文的核心是在动态负载条件下针刺机滑动轴承的运行分析，同时也研究了

动态负载对不同类型轴承的影响。这样的一个程序是为了对针刺机上用滑动轴承

的数据进行计算，分析，设计。通过我们对轴承计算主程序的修改，允许将其结

果运用丁其他的实验中，以获得不同轴承的变形，这对于轴承的动态加载系统是

十分重要的。

2、轴承承载力

在动力条件下对粘胶纤维，聚丙烯，烯醇和它们的混合物进行了冲压加工的

研究。例如在单位时间内运行包括冲压力在内的总力在15X18X36X3.5RB标准

的19针针板上。这一标准大多是应用于波兰工业中，产品目录No.77/8。图一

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是加「480克/平方米动态负载条件下初级纤维的分析图：61an3.3dtcx/87min

占50%,elanHS占20%,PP6.7dtex/90mm占30%。针刺机运行的穿刺频率是

每分钟曲柄回转运行的次数，如图1所示，在10.07赫兹的穿刺频率时，单位

时间产生的穿刺力的值。

图1穿刺频率为10.07赫兹条件下随时间变化的穿刺力度大小

一个真实的系统物理模型是一个冲压工作台的驱动系统布局。在这个离散模

型中，如齿轮、轴、皮带等元素被视为弹性耗散的元件。图2中刚度系数，阻尼

系数即为各自运动链元素的属性。

图2针刺机机构简图：1-电动机、2-皮带传动、3-齿轮箱、5-主轴、6-曲柄

机构、7-刺针、机布针板

在这样的情况下，羊毛的阻尼活性层缺乏缝纫，且当惯性力达到最大值时缝

合工作台的驱动轴匀速旋转。

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在运动平面中，因受惯性力的影响，主轴承旋转运动的惯性力和反向运动发

生变化。根据方程确定该惯性力的值。

平面运动质量反馈，L曲柄半径，3-轴的角速度，8-平衡系数，3-

旋转轴角度，1-连接杆长度

方程一表明在给出了一阶和二阶惯性力条件下，非平衡惯性力的方向由方程

二确定的。

方程一

+(l-2p)cos2(p♦2(1-Bcosq>cos2(p♦好cos22(p⑴

方程二

q_____4吗!_____⑵

(1一0cosp+4COS2Q

在与驱动轴速度3方向相反的方向上，力的旋转方向与一个角速度方向相

反。

图3介绍了由此产生的由惯性力计算产生的以下数据：

,%=24・2公斤，乂=4000转/分，a=1,6=0.5,r=0.015米，1=0.136

米，X=0.Ill

在产生的第一和第二惯性力中Q=l,B=0.5,入=0.Ill,Wmax=0.611〃小r.3

图3在每分钟4000转时轴承承受的动态负载

3、轴心轨迹

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针刺机的滑动轴承主要是承受巨大的径向的动态载荷。一台可靠运行的机器

需要平稳工作的的轴承。

轴心轨迹由测定的最小油膜厚度、压力和温度分布的最大值确定，即按此要

求即可设计出工作稳定可靠的轴承。由轴承间隙，衬套半径及其操作而在圆内的

位移就可以在轴承外形以及轴承的长度已知的基础上建立预期的轴心轨迹。

作为滑动轴承动态加载数据分析的结果，将油膜的压力分布和轴承受到的合

力引入计算，而后得到了轴心轨迹。这些载荷的特性和数量决定了方程（1）和

图1。依照惯例，滑动轴承轴承润滑间隙的几何形状由方程（3）计算得出。

Hc=l-£cos（9-a）（3）

其中：其中：轴承相对偏心距，偏斜角，力-圆周坐标。

滑动轴承的轴心运动轨迹是由雷诺方程确定的，将轴承做功，润滑油粘度和

相对间隙数据带入即口、求解。适用于液体润滑的滑动轴承的用润滑油，釉承做功,

粘度，雷诺方程确定轴心轨迹的方法，其特别之史在于所描述的动摩擦润滑的假

设必须满足：滑动轴承轴套应充分润滑。在计算结果所得的额外的压力部分为液

压的增加值。

该方法还假设：1、热交换的条件为等温或绝热与热平衡条件下所测定的温

度2、负压力油膜区的边界条件被忽略。

方程（4）也被应用于雷诺方程在轴心轨迹计算之中。

D-轴承直径，L-轴承长度，H-油膜厚度，p-油膜压力，Sh-斯特劳哈尔数，

z-轴向坐标，n-润滑油的粘度

利用方程（4）计算得出的压力，将其视为的轴承轴瓦所承受的力。方程式

即为任意时刻下把油膜受到的力W和负载力F转奏关系。

k=所（*。,之①）（5）

对于偏心距、偏移角的计算，即为在传动轴旋转角度发生改变时对轴承轴心

轨迹的影响。该方法已应用于轴承中心轨迹计算。从压力分布和能量方程的我立

解得到油膜温度分布情况。

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4、结论

在一组滑动轴承的计算中，在不同条件下得出的计算结果有所不同。在轴承

两侧加极压润滑油以加强对轴承的运行的控制。本文所涉及的计算结果是以以下

情况为条件的:轴承直径为D=85mm,轴承的相对长度分别为L=51mm,L=65mm,

L=85mm毫米，

与高宽比L/D=06,L/D-0.812,L/D-1。轴承转速n=4000r.p.m；轴承的相

对间隙y=l%o,Y=1.2%o,和丫=l%oo用于计算的动态负载如图4所示。

图4针刺机滑动轴承承受动载荷示意图

图5中给出轴心轨迹计算的标准结果。油膜压力和温度分布如图6a、7b所

示。从计算结果看，假设的轴承长度与直径比一定的情况下，轴承的相对间隙的

变化将会对轴心轨迹产生影响。轴承的相对间隙的增大将会导致的轴心轨迹的变

化幅度的增加。（如图5所示）在假设轴承的相对间隙和轴承长度的增加，将会

导致轴心轨迹计算中的宽径比减小，并使最小油膜厚度增加。（图5.b&图5.c）

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