開口機(jī)構(gòu)
一、凸輪和連桿開口機(jī)構(gòu)
(一)消極式開口機(jī)構(gòu)
1.綜框聯(lián)動(dòng)式凸輪開口機(jī)構(gòu)
圖7-8是傳統(tǒng)有梭織機(jī)織制平紋織物時(shí)的凸輪開口機(jī)構(gòu)。綜框下降由凸輪積極驅(qū)動(dòng),綜框上升依靠兩頁綜框的關(guān)聯(lián)作用。此時(shí),對應(yīng)的凸輪對上升綜框只起約束作用,因此這是消極式凸輪開口機(jī)構(gòu)。這種開口凸輪習(xí)慣上稱為踏盤。圖中凸輪1和2以180°相位差聯(lián)結(jié)在一起,并固裝在織機(jī)的凸輪軸又稱中心軸3上。凸輪軸每一回轉(zhuǎn),就通過轉(zhuǎn)子4、5使兩根踏綜桿6、7按相反的方向上下擺動(dòng)一次,由吊綜轆轤8連在一起的前、后頁綜框9、10作一次升(降)、降(升)運(yùn)動(dòng),形成兩次梭口。前、后綜通過吊綜帶11分別吊在轆轤的小、大直徑的圓周面上。這里,凸輪兼有帶動(dòng)綜框運(yùn)動(dòng)、把經(jīng)紗分開形成梭口和控制綜框升降次序兩種作用。梭口的高度由凸輪的大小半徑之差以及踏綜桿作用臂的長短來決定,而綜框的運(yùn)動(dòng)規(guī)律則由凸輪外廓曲線形狀決定。
圖7-9(a)是平紋凸輪,它的外緣輪廓由若干段弧線所圍成,這些弧線分別對應(yīng)開口、靜止和閉合三個(gè)階段。其中大半徑圓弧線AB和小半徑圓弧線CD對應(yīng)綜框(經(jīng)紗)在下方和上方形成開口過程中的靜止階段,稱為靜止弧線;連接大、小半徑圓弧的弧線AD和BC使綜框(經(jīng)紗)由上方位置過渡到下方位置和由下方位置過渡到上方位置,前者稱下降弧線,后者稱上升弧線。在下降弧線和上升弧線上必有兩點(diǎn)E和F,在這里,運(yùn)動(dòng)綜框上下平齊,處于綜平位置。這就表明,凸輪每一回轉(zhuǎn),受它控制的一組經(jīng)紗便依次經(jīng)歷上方靜止(CD弧線)、閉合(DE弧線)、綜平(E)、開口(EA弧線)、下方靜上(AB弧線)、閉合(BF弧線)、綜平(F)、開口(FC弧線)、又回到上方靜止的變化,完成兩次開口動(dòng)作。用開口周期圖表示,如圖7-9(b)中的實(shí)線所示。受另一凸輪控制的另一組經(jīng)紗的運(yùn)動(dòng)情況如圖中的虛線所示。
由此可見
對于平紋織物來說,因?yàn)镽w=2,所以凸輪回轉(zhuǎn)360°/2=180°便完成一次開口,如果開口過程的三個(gè)階段在主軸一轉(zhuǎn)中各占120°,則在平紋凸輪上,代表這三個(gè)階段的弧線所對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角應(yīng)是:
閉口階段βb=開口階段βk=靜止階段βj=120/2=60°
對于↗斜紋來說,因?yàn)镽w=3,梭口變化周期中要形成三次梭口,所以凸輪每回轉(zhuǎn)120°,經(jīng)紗便完成一次開口。如果開口的三個(gè)階段在主軸一轉(zhuǎn)中所占的角度分別為開口143°、靜止74°、閉口143°,則在三頁斜紋開口凸輪上,與之相對應(yīng)的三段弧線所對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角應(yīng)為:
閉口階段βb=143°/3
靜止階段βj=74°/3
開口階段βk=143°/3
由于斜紋一個(gè)完全組織的三根經(jīng)紗同緯紗的交織規(guī)律相同,僅在時(shí)間上依次滯后一個(gè)梭口,相當(dāng)于凸輪的轉(zhuǎn)。因此,制織三頁斜紋織物時(shí),要采用外形相似的、互成120°相位差配置的三只開口凸輪。
用這種開口機(jī)構(gòu)織制斜、緞紋類織物時(shí),需根據(jù)RW在中心軸與凸輪軸之間選定合適齒數(shù)的過橋齒輪。安裝凸輪時(shí)要注意凹段的輪廓曲線,以使各頁凸輪有相同的回轉(zhuǎn)方向。同時(shí)要區(qū)別凸輪的大小,第一頁綜框配以大小半徑差最小的凸輪,最后一頁綜框則配以大小半徑差最大的凸輪。
綜框聯(lián)動(dòng)式凸輪開口機(jī)構(gòu)簡單,安裝維修方便,制造精度要求不高。但是吊綜皮帶在使用過程中會逐漸伸長,故必須周期地檢查梭口位置;其次,因踏綜桿掛綜處作圓弧擺動(dòng),致使綜框在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生前后晃動(dòng),增加經(jīng)紗與綜絲摩擦
2.彈簧回綜式凸輪開口機(jī)構(gòu)
基于聯(lián)動(dòng)式凸輪開口機(jī)構(gòu)存在的諸多缺點(diǎn),無梭織機(jī)上較多采用彈簧回綜式凸輪開口機(jī)構(gòu)。如圖7-10所示,每頁綜框?qū)?yīng)一只開口凸輪,凸輪箱安裝于織機(jī)墻板的外側(cè),故這種凸輪開口機(jī)構(gòu)也稱為外側(cè)式凸輪開口機(jī)構(gòu)。凸輪1與轉(zhuǎn)子2接觸,當(dāng)凸輪由小半徑轉(zhuǎn)向大半徑時(shí),將轉(zhuǎn)子壓下,使提綜桿3順時(shí)針轉(zhuǎn)過一定的角度,連接于提綜桿鐵鞋4上的鋼絲繩5、5′同時(shí)拉動(dòng)綜框下沿,將綜框6拉下,綜框上沿通過鋼絲繩7、7′連接到吊綜桿8、8′內(nèi)側(cè)的圓弧面上,吊綜桿的外側(cè)連接有數(shù)根回綜彈簧9、9′,回綜彈簧始終保持張緊狀態(tài)。當(dāng)綜框下降時(shí),回綜彈簧被拉伸,貯蓄能量。當(dāng)凸輪由大半徑轉(zhuǎn)向小半徑時(shí),彈簧釋放能量,使綜框回復(fù)至上方位置。
這種開口機(jī)構(gòu)中,綜框下降是受凸輪驅(qū)動(dòng)的,而綜框上升則依靠彈簧的恢復(fù)力,因此也是消極式凸輪開口。彈簧恢復(fù)力的調(diào)節(jié)通過增減彈簧根數(shù)來完成,根據(jù)織物品種不同,綜框每側(cè)可選擇7~15根拉伸彈簧。這種形式的開口機(jī)構(gòu)最高響應(yīng)的織機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)1000r/min。各頁綜框的開口凸輪可以互換。改變鐵鞋在提綜桿上
在實(shí)際生產(chǎn)中,凸輪可靈活運(yùn)用,如緯重平織物可用一般平紋凸輪來織制。用2/2斜紋凸輪,改變穿綜方法,可以織破斜紋和山形斜紋;相間采用不同穿綜方法,可織2/2斜紋和2/2方平組織相間的條子織物,代替多臂開口機(jī)構(gòu)。
凸輪開口機(jī)構(gòu)的不足之處,其一是只能生產(chǎn)簡單組織的織物,如果織制較為復(fù)雜的織物,凸輪外形曲線將變得非常復(fù)雜,為減小壓力角,又必須將凸輪基圓直徑放大,以致開口機(jī)構(gòu)變得過分笨重;其次,一定的凸輪外形只能生產(chǎn)一定開口規(guī)律的織物品種,為了適應(yīng)織物品種多變的要求,必須儲備大量的各種開口凸輪,這在實(shí)際生產(chǎn)中是不經(jīng)濟(jì)的。事實(shí)上,凸輪外形曲線一般由小半徑到大半徑、大半徑到小半徑、大半徑到大半徑和小半徑到小半徑共四種不同弧段拼接而成。如果采用模塊化設(shè)計(jì)方法,將這四種弧段對應(yīng)的凸輪部分分列開來,單獨(dú)制造,而后將它們按織物組織的要求如同鏈條一樣串聯(lián)起來形成紋鏈,即可滿足各種復(fù)雜的開口要求。圖7-11(a)是現(xiàn)代無梭織帶機(jī)的紋鏈開口機(jī)構(gòu)的簡圖。紋鏈1由圖7-11(b)所示的四種不同形狀(弧段)的鏈塊按開口規(guī)律要求串接而成,套裝于齒形滾筒2上,主軸每一回轉(zhuǎn),滾筒轉(zhuǎn)過一塊鏈塊,驅(qū)動(dòng)綜框3完成相應(yīng)的開口動(dòng)作。每頁綜框?qū)?yīng)一條長度相同的紋鏈,前后頁綜框的紋鏈塊可以互換,綜框動(dòng)程通過改變提綜桿4的支點(diǎn)位置來調(diào)節(jié)。紋鏈開口可適應(yīng)較為復(fù)雜的織物組織的織造,緯紗循環(huán)長達(dá)數(shù)十緯,最高可響應(yīng)1800r/min的織機(jī)轉(zhuǎn)速。
(二)積極式開口機(jī)構(gòu)
1.共軛凸輪開口機(jī)構(gòu)
在以上消極式凸輪開口機(jī)構(gòu)中,由于回綜不是開口凸輪驅(qū)動(dòng)、控制,因此容易造成綜框運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定。積極式凸輪開口
共軛凸輪開口機(jī)構(gòu)利用雙凸輪積極地控制綜框的升降運(yùn)動(dòng),不需吊綜裝置。其傳動(dòng)過程見圖7-12。由圖可見,凸輪2從小半徑轉(zhuǎn)至大半徑時(shí)(此時(shí)凸輪2′從大半徑轉(zhuǎn)至小半徑)推動(dòng)綜框下降,凸輪2′從小半徑轉(zhuǎn)至大半徑時(shí)(此時(shí)凸輪2從大半徑轉(zhuǎn)至小半徑)推動(dòng)綜框上升,兩只凸輪依次輪流工作,因此綜框的升降運(yùn)動(dòng)都是積極的。由于共軛凸輪裝于織機(jī)外側(cè),能充分利用空間,可以適當(dāng)加大凸輪基圓直徑和縮小凸輪大小半徑之差,達(dá)到減小凸輪壓力角的目的。此外,共軛凸輪開口機(jī)構(gòu)從擺桿一直到提綜桿都是剛性連接,因此綜框運(yùn)動(dòng)更為穩(wěn)定和準(zhǔn)確。
2.溝槽凸輪開口機(jī)構(gòu)
溝槽凸輪開口機(jī)構(gòu)為另一種積極式凸輪開口機(jī)構(gòu),其傳動(dòng)過程如圖7-13所示。當(dāng)凸輪從小半徑轉(zhuǎn)向大半徑時(shí),綜框上升,此時(shí)溝槽內(nèi)側(cè)受力;反之,凸輪從大半徑轉(zhuǎn)向小半徑時(shí),綜框下降,此時(shí)溝槽外側(cè)受力。在此機(jī)構(gòu)中,綜框的升降運(yùn)動(dòng)都是積極的。
3.連桿開口機(jī)構(gòu)
凸輪開口機(jī)構(gòu)能按照優(yōu)化的綜框運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì),所以工藝性能好,但凸輪容易磨損,制造成本高,因此在織制簡單的平紋織物時(shí),尚需尋求更為簡單的高速開口機(jī)構(gòu)。連桿開口機(jī)構(gòu)就能滿足這種需要。
如圖2-13所示,由織機(jī)主軸按2∶1傳動(dòng)比傳動(dòng)的輔助軸1的兩端裝有相差180°的開口曲柄2和2′,通過連桿3和3′與搖桿4和4′連接。搖桿軸5和5′上分別裝有提綜桿6和6′(錯(cuò)開安裝),而提綜桿6和6′又通過傳遞桿7和7′與綜框8和8′相連。這樣當(dāng)輔助軸1回轉(zhuǎn)時(shí),提綜桿6和6′便繞各自軸心上、下擺動(dòng),兩者的擺動(dòng)方向正好相反,因此綜框8
圖示六連桿開口機(jī)構(gòu)中,綜框處于上下位置時(shí)沒有絕對靜止時(shí)間,其相對靜止時(shí)間則由曲柄和連桿的長度,以及各結(jié)構(gòu)點(diǎn)的位置而定,優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù),以求得較長的相對靜止時(shí)間。與凸輪開口機(jī)構(gòu)相比,連桿開口機(jī)構(gòu)易加工,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),機(jī)構(gòu)磨損小,適應(yīng)高速,但只用于平紋織制。因此,這種開口機(jī)構(gòu)用于加工平紋織物的高速噴氣織機(jī)和噴水織機(jī)。
二、多臂開口
凸輪開口機(jī)構(gòu)由于受到凸輪結(jié)構(gòu)的限制,只能用于織制緯紗循環(huán)較小的織物。當(dāng)緯紗循環(huán)數(shù)大于5時(shí),一般就要采用多臂開口。
最簡單的多臂開口機(jī)構(gòu)如圖2-14所示。拉刀1由織機(jī)主軸上的連桿或凸輪傳動(dòng),作水平方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。拉鉤2通過提綜桿4、吊綜帶5同綜框6連接。由紋板8、重尾桿9控制的豎針3按照紋板圖所規(guī)定的順序上下運(yùn)動(dòng),以決定拉鉤是否為拉刀所拉動(dòng),從而決定與該拉鉤連接的綜框是否被提起。7為回綜彈簧。
環(huán)形紋板鏈的每一塊紋板可按要求植釘或不植釘,當(dāng)植釘紋板轉(zhuǎn)至工作位置時(shí),豎針下降,則下一次開口為綜框上升。反之,綜框維持在下方位置。為保證拉刀、拉鉤的正確配合,紋板翻轉(zhuǎn)應(yīng)在拉刀復(fù)位行程中完成。
從多臂開口機(jī)構(gòu)的工作原理可以看出,它由下列功能裝置組成:選綜裝置、提綜裝置和回綜裝置。選綜裝置包括信號存貯器(紋板、紋紙或存貯芯片)和閱讀裝置,其作用是根據(jù)織物組織控制綜框升降順序,而提綜和回綜裝置則分別執(zhí)行提綜和回綜動(dòng)作。
多臂開口機(jī)構(gòu)按拉刀往復(fù)一次所形成的梭口數(shù)分為單動(dòng)式和復(fù)動(dòng)式兩種類型。單動(dòng)式多臂開口機(jī)構(gòu)的拉刀往復(fù)一次僅形成一次梭口,每頁綜框只需配備一把拉鉤(如圖2-14),拉動(dòng)拉鉤的拉刀由織機(jī)主軸按1∶1的傳動(dòng)比傳動(dòng),因此主軸一轉(zhuǎn),拉刀往復(fù)一次,形成一次梭口。由于拉刀復(fù)位是空程,造成動(dòng)作浪費(fèi)。
復(fù)動(dòng)式多臂開口機(jī)構(gòu)上,每頁綜框配備上、下兩把拉
單動(dòng)式多臂開口機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單,但動(dòng)作比較劇烈,織機(jī)速度受到限制,因此僅用于織物試樣機(jī)、織制毛織物和工業(yè)用呢的低速織機(jī)上。相對而言,復(fù)動(dòng)式多臂開口機(jī)構(gòu)動(dòng)作比較緩和,能適應(yīng)較高的速度,因而獲得了廣泛的應(yīng)用。
按信號存貯器和閱讀裝置的不同組合,多臂開口機(jī)構(gòu)可分成機(jī)械式、機(jī)電式和電子式三類。機(jī)械式多臂開口機(jī)構(gòu)采用機(jī)械式信號存儲器和閱讀裝置,信號存儲器有紋釘方式和穿孔帶方式。紋釘能驅(qū)動(dòng)閱讀裝置工作;在使用穿孔帶時(shí),閱讀裝置的探針主動(dòng)探測紋板有無紋孔的信息。機(jī)電式多臂開口機(jī)構(gòu)采用紋板紙作信號存儲器,閱讀裝置通過光電系統(tǒng)探測紋板紙的紋孔信息(有孔、無孔)來控制電磁機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng),該電磁機(jī)構(gòu)與提綜裝置連接,于是電磁機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)便轉(zhuǎn)化成綜框的升降運(yùn)動(dòng)。在電子多臂開口機(jī)構(gòu)中,儲存綜框升降信息的是集成芯片——存儲器(如EPROM等),作為閱讀裝置的邏輯處理及控制系統(tǒng)則依次從存儲器中取出紋板數(shù)據(jù),控制電磁機(jī)構(gòu)乃至提綜裝置的運(yùn)動(dòng)。電子多臂開口機(jī)構(gòu)簡單、緊湊,適合高速運(yùn)轉(zhuǎn),其信號存儲器的信息儲存量大,更改方便,為織物品種的翻改提供極大便利,是多臂開口機(jī)構(gòu)的發(fā)展方向。
按提綜裝置的結(jié)構(gòu)不同,多臂開口機(jī)構(gòu)又可分成拉刀拉鉤式和回轉(zhuǎn)式兩類。前者歷史悠久,但機(jī)構(gòu)復(fù)雜,較難適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn);后者采用回轉(zhuǎn)偏心盤原理,機(jī)構(gòu)簡單,適合高速。
若按回綜方式不同,多臂開口機(jī)構(gòu)也可分成積極式和消極式兩種。前者的回綜由多臂機(jī)構(gòu)積極驅(qū)動(dòng),后者則由回綜彈簧裝置完成。拉刀、拉鉤式提綜裝置可配積極回綜裝置,也可配消極回綜裝置,而回轉(zhuǎn)式多臂均采用積極式回綜裝置。
下面選擇幾種常見的多臂開口機(jī)構(gòu)進(jìn)行討論。
(一)復(fù)動(dòng)式單花筒消極多臂開口機(jī)構(gòu)
復(fù)動(dòng)式單花筒多臂開口機(jī)構(gòu)在有梭織機(jī)上廣泛使用,它所形成的是半開梭口,其工作原理和梭口形成過程與前述單動(dòng)式多臂開口機(jī)構(gòu)類似,讀者可參見本書所附光盤。下面僅討論這種開口機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性和紋板編制。
1.開口運(yùn)動(dòng)規(guī)律
復(fù)動(dòng)式單花筒多臂開口的機(jī)構(gòu)由空間四連桿機(jī)構(gòu)和平面搖桿滑塊機(jī)構(gòu)等組成,它的綜框運(yùn)動(dòng)規(guī)律比較復(fù)雜,如圖7-16所示。
綜框運(yùn)動(dòng)在最高位置時(shí)無靜止階段,但運(yùn)動(dòng)速度很慢;而在最低位置時(shí)有靜止階段,這是因?yàn)槔逗屠^之間存在空隙的緣故。
綜框運(yùn)動(dòng)的速度是兩端慢,中間快,即梭口滿開時(shí)速度慢,綜平前后速度快,這是符合開口和引緯要求的。
綜框在開始提升或下降至最低位置時(shí),速度是突然變化的,此時(shí)加速度很大,會引起沖擊和振動(dòng)。這是因?yàn)槔躲^取或脫離拉鉤時(shí),已具有或還具有一定速度的緣故。
當(dāng)織機(jī)速度提高時(shí),拉刀和拉鉤往往配合不當(dāng),造成應(yīng)該向上提升的綜框沒有提升,或不應(yīng)該向上提升的綜框反而提升,出現(xiàn)全幅性的跳花織疵。形成這兩種情況都是由于拉鉤作非強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)的緣故。另外,由于綜框靜止時(shí)間短,一般不適于織制闊幅織物。
2.紋板及紋板制備
紋板的結(jié)構(gòu)如圖7-17所示,每塊紋板上有兩列紋釘孔,呈錯(cuò)開排列,第一、二列紋孔分別對準(zhǔn)彎頭重尾桿和平頭重尾桿。每列紋孔控制一次開口,紋板的紋孔列數(shù)應(yīng)為組織循環(huán)緯紗數(shù)的整數(shù)倍,如果組織循環(huán)緯紗數(shù)為奇數(shù),則應(yīng)乘上一個(gè)偶數(shù),以得到整數(shù)塊紋板。此外,因?yàn)榛ㄍ彩前私切蔚模y板的總數(shù)應(yīng)不小于8塊(16緯)。
紋板制備是指根據(jù)紋板圖的要求在紋板上植紋釘?shù)牟僮?。圖7-18是復(fù)合斜紋的紋板圖和紋板釘植法。圖中黑點(diǎn)表示植有紋釘,圓圈表示不植紋釘?shù)目籽?。雖用四塊紋塊即可織造,但因紋板總數(shù)至少需8塊,故要重復(fù)一個(gè)緯紗循環(huán)數(shù)。
(二)積極式多臂開口機(jī)構(gòu)
1.拉刀拉鉤式
目前織機(jī)上使用量較大的拉刀拉鉤式
(1)提綜裝置
如圖7-19所示,綜框的提升由上、下拉刀12、17與上、下拉鉤11、16控制,綜框的下降由復(fù)位桿6推動(dòng)平衡桿18而獲得。拉刀與復(fù)位桿等組成一個(gè)運(yùn)動(dòng)體。兩副共軛凸輪裝在凸輪軸的兩邊,主副凸輪分別控制拉刀12、17和復(fù)位桿6作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)上拉刀12由右向左運(yùn)動(dòng)時(shí),上拉鉤落下與上拉刀的缺口接觸而被上拉刀拉向左邊,與拉鉤連接的平衡桿18即帶動(dòng)提綜桿19繞軸芯逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),通過連桿20等使綜框上升。如上拉鉤未落下,拉鉤與拉刀不接觸,則綜框下降或停于下方。下拉刀17與下拉鉤16等工作情況亦然。
在前述的單動(dòng)式和復(fù)動(dòng)式單花筒多臂開口機(jī)構(gòu)中,拉刀在開始移動(dòng)一段距離之后才與拉鉤接觸,于是接觸產(chǎn)生拉刀與拉鉤間的沖擊,引起動(dòng)作失誤、機(jī)件磨損。為了消除這一現(xiàn)象,拉刀開始移動(dòng)之前作微量的自轉(zhuǎn),在與拉鉤嚙合之后再作共同移動(dòng),這自轉(zhuǎn)是由凸輪軸兩端的溝槽凸輪來控制的。拉鉤運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,溝槽凸輪通過連桿使拉刀微量倒轉(zhuǎn)以恢復(fù)原來的初始位置。
(2)選綜裝置
選綜裝置分機(jī)械式和電子式兩種。機(jī)械式選綜裝置是由花筒、塑料紋紙、探針和豎針等組成,如圖7-19所示。塑料紋紙7卷繞在花筒1上,靠花筒兩端圓周表面的定位輸送凸釘來定位和輸送。紋紙上的眼孔根據(jù)紋板圖而定,有孔表示綜框提升,無孔表示綜框下降。在圖7-19中,當(dāng)紋紙相應(yīng)位置上有孔時(shí),探針2穿過紋紙孔伸入花筒1的相應(yīng)孔內(nèi)。每根探針2均與相應(yīng)的橫針3垂直相連接,橫針抬起板8上抬時(shí)相應(yīng)的橫針3隨之上抬,在橫針的前部有一小孔,對應(yīng)的豎針4垂直穿過。在豎針4的中部有一突鉤,鉤在豎針提刀5上。當(dāng)橫針推刀9向右作用時(shí)就推動(dòng)相應(yīng)抬起的橫針3向右移動(dòng),此時(shí)豎針的突鉤就與豎針提刀5脫開,同豎針4相連的上下連桿10或14就下落,穿
當(dāng)所織織物的緯紗循環(huán)較大或經(jīng)常更換織物品種時(shí),紋紙(紋板)制備都是一項(xiàng)既耗時(shí)又繁瑣的工作。此外,機(jī)械式選綜裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,不利于對信號作高速閱讀,一定程度上影響到整個(gè)機(jī)構(gòu)的高速適應(yīng)性。事實(shí)上,紋紙(紋板)狀態(tài)(有孔、無孔或有釘、無釘)是典型的二進(jìn)制信號,非0即1。選綜裝置則讀入該二進(jìn)制信號,并經(jīng)過放大后輸出二進(jìn)制控制邏輯(如突鉤與提刀嚙合或脫開)。因此,選綜裝置可等效成邏輯信號處理和控制系統(tǒng)。電子多臂開口機(jī)構(gòu)正是基于這種思路,隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的,各種電子多臂開口機(jī)構(gòu)的提綜裝置可以不同,但電子控制基本原理卻是完全一樣的。
該多臂機(jī)綜框運(yùn)動(dòng)規(guī)律為簡諧運(yùn)動(dòng),有一定的靜止時(shí)間,有利于引緯運(yùn)動(dòng)。其高速適應(yīng)性增強(qiáng),品種適用范圍廣,故障織疵少,最高車速達(dá)450r/min,使用綜片數(shù)分12、20、28三檔,可安裝在織機(jī)上方、下方或機(jī)側(cè),常為各種劍桿織機(jī)和片梭織機(jī)所采用。
2.回轉(zhuǎn)偏心盤式
新型拉刀拉鉤式多臂開口機(jī)構(gòu)雖然有了很大的改進(jìn),但基于拉刀拉鉤原理的多臂開口機(jī)構(gòu)都存在著共同的本質(zhì)性的缺陷:由于拉鉤靠自重下落與拉刀嚙合,因此不適宜高速運(yùn)轉(zhuǎn);綜框升降時(shí),開口負(fù)荷全部集中于拉刀拉鉤的嚙合處,局部應(yīng)力過大,導(dǎo)致拉刀刀口變形磨損。當(dāng)織物向重厚型發(fā)展時(shí),只能采取加固局部零部件的方法;機(jī)構(gòu)較復(fù)雜,維護(hù)保養(yǎng)困難。
為了適應(yīng)織機(jī)高速化需要,國外70年代發(fā)明了回轉(zhuǎn)偏心輪式多臂開口機(jī)構(gòu),并于80年代中期投入使用?;剞D(zhuǎn)多臂開口機(jī)構(gòu)采取回轉(zhuǎn)變速裝
(1)回轉(zhuǎn)變速裝置
圖7-20是回轉(zhuǎn)變速裝置的示意圖。大齒輪1固定不動(dòng),短軸O由織機(jī)側(cè)軸通過鏈輪、鏈條傳動(dòng),作勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。短軸O帶動(dòng)連桿5(實(shí)際上為一圓盤)通過連桿3使一對行星齒輪2環(huán)繞大齒輪1旋轉(zhuǎn)。行星齒輪2固裝在連桿3一端,連桿另一端與方形滑塊4相連,方形滑塊嵌在滑槽6內(nèi),滑槽6又與多臂機(jī)主軸O1連成一體。在主軸O1上固裝有偏心輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7,通過連桿8傳動(dòng)提綜臂9。當(dāng)織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),通過上述機(jī)構(gòu)使綜框作變速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該變速運(yùn)動(dòng)是行星輪運(yùn)動(dòng)與滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)復(fù)合的結(jié)果,可獲得織機(jī)主軸轉(zhuǎn)角100º左右的近似靜止角。
(2)偏心輪控制裝置
圖7-21是偏心輪控制裝置的示意圖。偏心輪3經(jīng)滾珠軸承安裝在圓環(huán)2上,圓環(huán)2用鍵固定在主軸1(即圖7-20(1)中的O1)上。偏心輪3(相當(dāng)于圖7-20(2)中7)上設(shè)有供導(dǎo)鍵5進(jìn)出的長方形滑槽。曲柄盤4(相當(dāng)于圖7-20(2)中8)經(jīng)滾珠軸承安裝在偏心輪3上,它的另一端連接提綜臂11(相當(dāng)于圖7-20(2)中9),組成一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)(參見圖7-20(2))??刂葡到y(tǒng)由花筒9、紋紙10、分度臂6、導(dǎo)鍵5和偏心輪3組成。綜框運(yùn)動(dòng)取決于花筒9上塑料紋紙10的信號,即紋紙上有孔表示提升綜框,無孔表示綜框下降。紋紙信號通過拉桿7,分度臂6控制導(dǎo)鍵5運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)鍵5的作用是將圓環(huán)2的運(yùn)動(dòng)傳遞給偏心輪3,再傳到曲柄盤4和提綜臂11,使綜框運(yùn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)鍵嵌進(jìn)圓環(huán)上兩個(gè)槽口中的任意一個(gè)時(shí),即可傳動(dòng)偏心輪,此時(shí)綜框運(yùn)動(dòng)。若導(dǎo)鍵脫開圓環(huán)槽口,則綜框不動(dòng)。
(三)多臂開口機(jī)構(gòu)的選擇
在織機(jī)的各個(gè)組成部分中,多臂開口機(jī)構(gòu)是相對獨(dú)立且價(jià)格較為昂貴的組件,選型好壞將直接影響到整臺織機(jī)的效益發(fā)揮。因此,選型時(shí)必須考慮到多方面的因素,這些因素一般是指織機(jī)種類、
對于普通有梭織機(jī)來說,由于織機(jī)檔次低、速度慢等原因,選擇傳統(tǒng)拉刀、拉鉤式多臂開口機(jī)構(gòu)較為合適;就高速織機(jī)而言,最好選用回轉(zhuǎn)多臂開口機(jī)構(gòu);織機(jī)幅寬較大時(shí),無論采用拉刀、拉鉤式或回轉(zhuǎn)式多臂開口機(jī)構(gòu),都需特別注意多臂機(jī)構(gòu)的開口靜止階段的長短,以免由于擠壓度過大(尤其在劍桿織機(jī)上)造成邊經(jīng)紗斷頭和三跳等織疵;如果織制厚重型織物,可選用回轉(zhuǎn)多臂開口機(jī)構(gòu)或增強(qiáng)型拉刀、拉鉤式多臂開口機(jī)構(gòu);對于機(jī)電一體化程度較高的織機(jī),宜選用電子多臂,以便其與織機(jī)主計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)通訊;多數(shù)情況下,多臂開口機(jī)構(gòu)的價(jià)格應(yīng)與織機(jī)主機(jī)的價(jià)格相適應(yīng),這也是多臂開口機(jī)構(gòu)選型的一條基本原則。
三、提花開口
凸輪開口機(jī)構(gòu)和多臂開口機(jī)構(gòu)都通過綜框的升降形成梭口,由于綜框頁數(shù)有限,因此這兩種開口機(jī)構(gòu)僅能織制原組織及小花紋組織織物。在提花開口機(jī)構(gòu)上,每一根經(jīng)紗都由一根可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)的綜絲控制,因此經(jīng)紗同緯紗的交織規(guī)律具有相當(dāng)大的變換靈活性,織物的經(jīng)向組織循環(huán)數(shù)可以為100~2000根。
如同多臂開口機(jī)構(gòu)一樣,提花開口機(jī)構(gòu)也由選綜裝置、提綜裝置和回綜裝置組成。根據(jù)提綜裝置的提刀往復(fù)一次所形成的梭口數(shù),也分成單動(dòng)式和復(fù)動(dòng)式。提花開口機(jī)構(gòu)控制綜絲,多臂開口機(jī)構(gòu)控制綜框,但兩者的控制原理是一致的。
(一)傳統(tǒng)單動(dòng)式提花開口機(jī)構(gòu)
圖7-22是單動(dòng)式提花開口的簡圖。所謂單動(dòng)式是指提花開口機(jī)構(gòu)的刀箱8在主軸一回轉(zhuǎn)內(nèi),上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次,形成一次梭口。
提綜運(yùn)動(dòng)主要由刀箱、提刀和豎鉤等完成。刀箱8是一個(gè)方形的框架,由織機(jī)的主軸傳動(dòng)而作垂直升降運(yùn)動(dòng)。刀箱內(nèi)設(shè)有若干把平行排列的提刀9,對應(yīng)于每把提刀配置有一列直接聯(lián)系著經(jīng)紗的豎鉤7。豎鉤的下部擱置在底板6上,并通過首線5、通絲3與綜絲1相連,經(jīng)紗則在綜絲的綜眼中穿過。每根綜絲的下端都有小重錘2,使通絲和綜絲等
當(dāng)?shù)断渖仙龝r(shí),如果豎鉤的鉤部在提刀的作用線上,就被提刀帶動(dòng)一同上升,把同它相連的首線、通絲、綜絲和經(jīng)紗提起,形成梭口上層。刀箱下降時(shí),在重錘的作用下,綜絲連同經(jīng)紗一起下降。其余沒有被提升的豎鉤仍停在底板上,與之相關(guān)聯(lián)的經(jīng)紗則處在梭口的下層。
選綜裝置由花筒13、橫針10、橫針板12等組成。橫針10同豎鉤7呈垂直配置,數(shù)目相等,且一一對應(yīng),每根豎鉤都從對應(yīng)橫針的彎部通過,橫針的一端受小彈簧11的作用而穿過橫針板12上的小孔伸向花筒13上的小紋孔?;ㄍ餐断涞倪\(yùn)動(dòng)相配合,作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。紋板14覆在花筒上,每當(dāng)?shù)断湎陆抵磷畹臀恢?,花筒便擺向橫針板,如果紋板上對應(yīng)于橫針的孔位沒有紋孔,紋板就推動(dòng)橫針豎鉤向右移動(dòng),使豎鉤的鉤部偏離提刀的作用線,與該豎鉤相關(guān)聯(lián)的經(jīng)紗在提刀上升時(shí)不能被提起;反之,若紋板上有紋孔,紋板就不能推動(dòng)橫針和豎鉤,因而豎鉤將對應(yīng)的經(jīng)紗提起。刀箱上升時(shí),花筒擺向左方并順轉(zhuǎn)90°,翻過一塊紋板。每塊紋板上紋孔分布規(guī)律實(shí)際上就是一根緯紗同全幅經(jīng)紗交織的規(guī)律。由于橫針及豎鉤靠紋板的沖撞而作橫向移動(dòng),紋板受力大,壽命較短。
在提花開口機(jī)構(gòu)上,一塊紋板對應(yīng)一緯的經(jīng)紗升降信息。圖7-22(b)畫出了第一、二兩塊紋板的紋孔分布,這兩塊紋板代表了圖7-22(a)最下面繪出的織物組織的第1、2緯的經(jīng)緯交織狀態(tài)。
提花開口機(jī)構(gòu)中,豎鉤的橫向排列稱為行,前后排列稱為列。圖7-22(a)是10行4列的提花開口機(jī)構(gòu)。行數(shù)和列數(shù)之積即為豎鉤的總數(shù),一般有100根、400根……1600根,俗稱100口、400口……1600口。提花開口機(jī)構(gòu)的工作能力即以此數(shù)來衡量。
單動(dòng)式提花開口機(jī)構(gòu)的刀箱在主軸一回轉(zhuǎn)內(nèi)上、下往復(fù)一次,底板與刀箱運(yùn)動(dòng)方向相反,也作一次上、下往復(fù)??梢姡看翁?/div>
(二)復(fù)動(dòng)式提花開口機(jī)構(gòu)
1.復(fù)動(dòng)式半開梭口提花開口機(jī)構(gòu)
圖7-23為復(fù)動(dòng)式單花筒提花開口示意圖,相間排列的兩組提刀1、2,分別裝在兩只刀架上??棛C(jī)主軸回轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn),兩組提刀交替升降一次,控制相應(yīng)的豎鉤3、4升降。豎鉤的數(shù)目是相同容量單動(dòng)式提花開口機(jī)構(gòu)的兩倍。每根通絲7由兩根豎鉤通過首線5、6控制,而這兩根豎鉤受同一根橫針8的控制。因此,兩只刀架的上升都可使通絲獲得上升運(yùn)動(dòng),并能連續(xù)上升任何次數(shù)。如上次開口豎鉤3上升,豎鉤4在下方維持不動(dòng),則豎鉤3下方的首線和全部通絲將隨著豎鉤3上升;若下次開口中這組通絲仍需上升,則豎鉤3下降而豎鉤4上升,約在平綜位置相遇,繼續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)首線和通絲即隨豎鉤4再次上升,豎鉤3下面的首線將呈松弛狀態(tài),所以形成的是半開梭口。
復(fù)動(dòng)式雙花筒半開梭口提花開口機(jī)構(gòu)中,一根橫針控制一根豎鉤,所有橫針分成兩組,由兩只花筒分別控制。兩只花筒輪流工作,通常一只花筒管理奇數(shù)緯紗時(shí)經(jīng)紗的提升次序,而另一只則管理偶數(shù)緯紗時(shí)經(jīng)紗的提升次序。
2.復(fù)動(dòng)式全開梭口提花開口機(jī)構(gòu)
全開梭口提花開口機(jī)構(gòu)與半開梭口提花開口機(jī)構(gòu)的不同之處在于:當(dāng)要求經(jīng)紗連續(xù)形成梭口上層時(shí),由于停針刀和豎鉤上的停針鉤相互作用,使位于上層的經(jīng)紗維持原狀不動(dòng)。
(1)雙鉤豎針運(yùn)動(dòng)原理
如圖7-24所示,1、2為交替運(yùn)動(dòng)的上、下刀箱,與刀箱相配的雙鉤豎針20、21、22、23直立在柵板24上,與控制雙鉤豎針的橫針16、17、18、19上的兩彎頭相配。橫針后端由彈簧作用使豎針復(fù)位,在橫針的前端有輔助橫針8、9、10、11,分別與探針4、5、6、7對應(yīng),12、13、14、15為橫針推刀箱的推刀??棛C(jī)主軸一轉(zhuǎn),紋板紙3便沿著花筒上的箭頭方向轉(zhuǎn)過一塊
與此同時(shí),若探針5、6所對應(yīng)的紋板紙無孔時(shí),探針5、6下降受阻,與其相對應(yīng)的輔助橫針9、10及對應(yīng)的橫針17、18被橫針推刀向右推動(dòng),橫針的彎頭又推動(dòng)豎針21使其脫離停針刀25,待上刀箱1下降時(shí),豎針21隨之下降。豎針22則被推開使其脫離下刀箱2的提刀的作用線,即不被提升,這就使21、22所連的經(jīng)絲形成梭口的下層。
顯然,雙鉤型豎針在工作過程中,由于橫針的作用會產(chǎn)生彎曲、變形和磨損,織造厚重織物時(shí)將更為嚴(yán)重,最終影響提綜能力和織機(jī)車速的進(jìn)一步提高。
(2)單根回轉(zhuǎn)式豎針的運(yùn)動(dòng)原理
圖7-25所示為提花開口機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)豎針結(jié)構(gòu),與其它結(jié)構(gòu)的豎針相比,這種回轉(zhuǎn)豎針工作過程中不產(chǎn)生震動(dòng),承載能力較大,可以適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。每根回轉(zhuǎn)豎針上有4個(gè)鉤(1、2、3、4),停針鉤3與底鉤4同向,上鉤1相對底鉤4向右成45º而下鉤2則向左成45º?;剞D(zhuǎn)豎針的工作過程分為五個(gè)階段。圖7-25(a)表示回轉(zhuǎn)豎針的底鉤貼在底板D上,豎針位于最低位置,經(jīng)紗位于梭口下層,上提刀A和下提刀B分別做上、下移動(dòng);圖7-25(b)表示豎針順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過45º,上鉤1與上升的上提刀A相垂直而被提升,同時(shí),下鉤2也同方向轉(zhuǎn)過45º而避開了下提刀B下降,此時(shí)經(jīng)紗位于梭口的上層;圖7-25(c)表示上提刀A下降,豎針逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過45º,停計(jì)鉤3停在停針刀C上,豎針隨上提刀略有下降;圖7-25(d)表示豎針繼續(xù)逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)45º,下鉤2與上升
(三)電子提花開口
電子提花開口中廢除了機(jī)械式紋板和橫針等控制裝置,而用電磁鐵來控制首線的上下位置。圖7-26為以一根首線為提綜單元的電子提花機(jī)開口的工作原理示意圖。提刀g、f受織機(jī)主軸傳動(dòng)而作速度相等、方向相反的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),并分別帶動(dòng)用繩子通過雙滑輪a連在一起的提綜鉤c、b作升降運(yùn)動(dòng)。如上一次開口結(jié)束時(shí)提綜鉤b在最高位置時(shí)被保持鉤d鉤住,提綜鉤c在最低位,首線在低位,相應(yīng)的經(jīng)紗形成梭口下層。此時(shí),若織物交織規(guī)律要求首線維持低位,電磁鐵h得電,保持鉤d被吸合而脫開提綜鉤b,提綜鉤b隨提刀f下降,提刀g帶著提綜鉤c上升,相應(yīng)的經(jīng)紗仍留在梭口下層,如圖7-26(a)所示;圖7-26(b)表示提刀g帶著提綜鉤c上升到最高處,提刀f帶著提綜鉤b下到最低處,首線仍在低位;圖7-26(c)表示電磁鐵b不得電,提綜鉤c上升到最高處并被保持鉤e鉤住,提刀f帶著提綜鉤b上升,首線被提升;圖7-26(d)表示提綜鉤b被升至保持鉤d處時(shí),電磁鐵h不得電,保持鉤d鉤住提綜鉤b,使首線升至高位,相應(yīng)的經(jīng)紗到梭口上層位置。由于提綜單元中運(yùn)動(dòng)件極少,由這種提綜單元組成的提花開口機(jī)構(gòu)最高可響應(yīng)1000r/min的織機(jī)轉(zhuǎn)速,這是目前最為先進(jìn)的設(shè)計(jì)。
電子提花開口的工作容量目前已發(fā)展到2688片鉤,即可控制1344根經(jīng)紗的獨(dú)立升降運(yùn)動(dòng)。它一般配置在劍桿織機(jī)和片梭織機(jī)上,主要用于織制領(lǐng)帶和商標(biāo)帶織物。除了控制經(jīng)紗以外,這種機(jī)構(gòu)也經(jīng)常同時(shí)用于控制選緯和送經(jīng)、卷取運(yùn)動(dòng)。
圖7-27是電子提花的花型設(shè)計(jì)和紋板制備系統(tǒng)的框圖,由圖案輸入、處理和紋板數(shù)據(jù)輸出等三部分組成。由于提花圖案較為復(fù)雜,系統(tǒng)提供了四種輸入手段。如果圖案原稿是彩圖、意匠圖和投影放大圖等紙
讀入主機(jī)內(nèi)存的提花圖案(數(shù)據(jù))由CAD軟件經(jīng)人機(jī)交互處理后,產(chǎn)生紋板數(shù)據(jù)輸出。輸出方式取決于紋板制備系統(tǒng)與提花控制系統(tǒng)的接口方式,共有四種供選擇:(1)EPROM;(2)SRAM卡(靜態(tài)隨機(jī)存儲器);(3)軟磁盤;(4)連續(xù)紋板。第三方式對應(yīng)的提花控制系統(tǒng)必須配備磁盤驅(qū)動(dòng)器,而第四方式則用于為機(jī)械式提花開口機(jī)構(gòu)制作紋板。
四、連續(xù)開口
(一)緯向多梭口
織物形成過程的間斷性是現(xiàn)有織機(jī)的致命缺陷,它限制著進(jìn)一步提高織機(jī)產(chǎn)量。為此人們致力于探索織物形成過程連續(xù)的可能性。要使織物形成過程連續(xù),必須首先連續(xù)開口。實(shí)踐表明,連續(xù)開口在緯紗方向發(fā)生的為多,即在緯紗方向形成多梭口。用來加工管狀織物的常見的圓形織機(jī)就是在緯紗方向連續(xù)開口的例子。為了實(shí)現(xiàn)低速高產(chǎn),在傳統(tǒng)機(jī)上采用多個(gè)載緯器引緯,此時(shí)連續(xù)開口所形成的多個(gè)梭口如圖7-28所示。
梭口沿緯向被分成m個(gè)單元,每個(gè)單元由一組綜框構(gòu)成。在織制平紋織物時(shí),一組綜框?yàn)閮身?,它們由一對開口凸輪1、2控制。在傳動(dòng)軸3上安裝控制各組綜框的凸輪時(shí),相鄰兩對之間保持相位差α。于是織機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中綜框運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了如圖7-29所示的波形梭口。圖中畫出了一個(gè)基本的全波波形,它的長度為2L,它由K組運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同但初相位不等的綜框形成,相鄰兩組綜框運(yùn)動(dòng)的相位差:
α=360º/K
織機(jī)沿緯向共有i個(gè)如圖7-29所示的全波波形,其中同時(shí)移動(dòng)著2i個(gè)載緯器。這時(shí),載緯器可以低速運(yùn)行,從而織機(jī)的噪聲、振動(dòng)、零件損耗等將
(二)經(jīng)向多梭口
M8300型織機(jī)是Sulzer-Rüti公司研制的新一代經(jīng)向多梭口織機(jī)。如圖7-30所示,該織機(jī)在經(jīng)紗方向依次打開的梭口中,同時(shí)引入四根緯紗1(圖中畫出兩根)。經(jīng)紗6在回轉(zhuǎn)的織造轉(zhuǎn)子上面通過,借助梭口形成元件使經(jīng)紗抬起進(jìn)入上梭口位置,織造轉(zhuǎn)子(圖中未注)的弧度和旋轉(zhuǎn)使得轉(zhuǎn)子上的開口片2按順序打開梭口。在開口片插入經(jīng)紗片以前,經(jīng)紗位置由經(jīng)紗定位桿7的緯向精密移動(dòng)進(jìn)行控制,被開口片抬起的那部分經(jīng)紗形成上層梭口4,其余經(jīng)紗留在原地形成下層梭口5。經(jīng)紗定位桿起到單相織機(jī)中綜絲和綜框的作用,經(jīng)紗密度和織物組織的復(fù)雜程度決定了所需經(jīng)紗定位桿的根數(shù),每根經(jīng)紗都必須單獨(dú)穿入指定經(jīng)紗定位桿的一只孔中,每根經(jīng)紗定位桿的微移動(dòng)受控于織物組織的要求。目前M8300已能生產(chǎn)平紋、斜紋等標(biāo)準(zhǔn)織物組織,最大經(jīng)紗密度為450根/10cm。一旦形成一個(gè)梭口,低壓空氣就帶引緯紗穿過梭口,在此引緯過程中,后繼的緯紗開始進(jìn)入隨后的開口片之中。當(dāng)一根緯紗完全引入后,它就在進(jìn)口邊被夾住并剪斷。此后,該緯紗由緊隨在每一開口片之后的特殊打緯片3打緊。由于經(jīng)紗定位桿緊貼在織造轉(zhuǎn)子下方并與其軸向平行,操作非常方便。經(jīng)紗定位桿的質(zhì)量和動(dòng)程都極其微小,所以提高運(yùn)動(dòng)速度尚有很大潛力。
圖7-30M8300型織機(jī)開口示意圖
1─緯紗2─開口片3─打緯片4─上層梭口5─下層梭口6─經(jīng)紗片7─經(jīng)紗定位桿8─織物